1. 硬件本质:串行大脑 vs 并行军团
- CPU 开发 :CPU 的核心数量少(通常 4-32 核),但缓存大、分支预测能力强,擅长复杂逻辑控制、串行计算和低延迟任务(比如业务逻辑处理、数据库事务、操作系统调度)。
- GPU 开发 :GPU 有上千个流处理器(比如 NVIDIA A100 有 6912 个 CUDA 核心),缓存小但吞吐极高,天生为大规模并行计算设计,适合处理数据量大、计算模式重复的任务(比如截图里提到的信号处理、图像处理、AI 模型推理)。
2. 编程模型:单线程优化 vs 并行任务拆分
- CPU 开发:用 C++/Python 等常规语言,关注单线程性能、缓存命中率、分支预测优化,线程 / 进程模型以 "控制逻辑" 为核心。
- GPU 开发 :必须掌握 CUDA/OpenCL 等并行框架,精通 CUDA 并行优化等,需要把任务拆分为线程块(Block)和线程(Thread),还要理解 GPU 的多层内存模型(全局内存、共享内存、寄存器等)来优化访存效率。
3. 核心职责:业务逻辑 vs 并行效率
- CPU 开发:通常负责业务功能实现、系统稳定性、接口性能优化,聚焦 "功能正确" 和 "低延迟"。
- GPU 开发 :核心是性能瓶颈分析、并行算法实现、跨平台适配 。比如:
- 把 C++ 串行代码改造成 GPU 并行版本
- 优化 CUDA 核函数的内存访问模式
- 适配 NVIDIA / 华为等不同厂商的 GPU 架构
4. 工具链与优化思路
- CPU 开发:用 GCC/VS 等编译器,用 Perf/Valgrind 等工具做性能分析,优化方向是指令级并行、缓存复用。
- GPU 开发 :需要用 NVCC 编译器、Nsight Compute 等专用调试工具,优化重点是线程块大小匹配、共享内存利用、计算与访存重叠,还要熟悉厂商的 GPU 硬件细节(比如了解华为、NVIDIA 等厂家 GPU 架构和运行原理")。
5. 典型场景差异
| 场景 | CPU 开发 | GPU 开发 |
|---|---|---|
| 后端服务、业务逻辑 | ✅ 核心场景 | ❌ 几乎不用 |
| AI 模型训练 / 推理、图像处理 | ❌ 效率极低 | ✅ 核心场景 |
| 科学计算、大规模数据处理 | ❌ 串行瓶颈明显 | ✅ 天然优势 |