谷歌小科普：CPU、GPU 和 TPU 之间有什么区别？

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在今年 5 月的 I / O 大会上，谷歌宣布了 Trillium，这是谷歌自研设计的第六代张量处理单元（TPU）。现在，Trillium 已经进入预览版，可供谷歌云客户使用。TPU 是驱动 AI 的核心，使谷歌的设备和应用尽可能有用，而 Trillium 则是迄今为止最强大和最可持续的 TPU。

什么是 TPU？

TPU（张量处理单元）是谷歌专门为加速 AI 计算任务设计的 ASIC（应用特定集成电路）。为了更好地理解 Trillium 的独特之处，我们需要了解一下不同类型的计算处理器：CPU、GPU 和 TPU。

CPU、GPU 和 TPU 的区别

1. CPU（中央处理单元）
   • 特点：通用芯片，可以处理多种任务。
   • 用途：适合多种计算任务，但对特定任务的性能可能不如专用芯片。
   • 例子：几乎每部智能手机和笔记本电脑中都有 CPU。
2. GPU（图形处理单元）
   • 特点：专门用于加速图形渲染和 AI 工作负载的芯片。
   • 用途：在图形密集型应用和 AI 计算中表现出色。
   • 例子：高端游戏系统和某些台式机中常见。
3. TPU（张量处理单元）
   • 特点：谷歌自研的 ASIC，专为 AI 计算任务设计。
   • 用途：在运行基于 AI 的计算任务时，性能远超 CPU 和 GPU。
   • 例子：谷歌的数据中心中使用，支持谷歌的搜索、YouTube 和 DeepMind 的大型语言模型等服务。

为什么谷歌创建 TPU？

• 历史背景：CPU 在 20 世纪 50 年代末发明，GPU 在 90 年代末出现。谷歌在约 10 年前开始考虑 TPU，因为语音识别服务的质量大幅提升，如果每个用户每天只与谷歌交谈三分钟，就需要将数据中心的计算机数量翻倍。
• 需求：谷歌需要比当时可用的现成硬件更高效的东西，并且需要从每块芯片中获得更多的处理能力。
• 解决方案：谷歌决定自行设计 TPU，以满足这些需求。

Trillium TPU 的特点

1. 高性能
   • 计算能力：与上一代 TPU v5e 相比，Trillium 每芯片的峰值计算性能提高了 4.7 倍。
   • 意义：Trillium 能够以比上一代快 4.7 倍的速度完成运行复杂数学所需的全部计算，处理更大、更复杂的工作负载。
2. 高能效
   • 可持续性：Trillium 是谷歌迄今为止最可持续的 TPU，能效比上一代 TPU 高 67%。
   • 意义：随着对 AI 的需求持续飙升，行业需要可持续地扩展基础设施。Trillium 使用更少的电力来完成相同的工作。

Trillium 的实际应用

• 医疗领域：客户使用 Trillium 进行 RNA 分析，以诊断各种疾病。
• 多媒体转换：客户使用 Trillium 将书面文本快速转换为视频。
• 未来潜力：Trillium 进入预览版，谷歌期待看到更多创新应用的出现。

Trillium TPU 是谷歌在 AI 计算领域的又一重大突破。它不仅在性能上远远超过上一代 TPU，还在能效方面取得了显著进步。随着 Trillium 进入预览版，谷歌云客户将能够利用这一强大的工具，推动更多创新和发展。无论是医疗、多媒体还是其他领域，Trillium 都有望带来革命性的变化。（来源）