¿Qué son los núcleos de GPU?

¿Qué son los núcleos de GPU?

Una GPU, o Unidad de Procesamiento Gráfico, es un tipo especial de procesador diseñado para realizar muchos cálculos simples al mismo tiempo. Mientras que una CPU tiene unos pocos núcleos potentes que pueden manejar tareas complejas, una GPU tiene miles de núcleos más pequeños y simples que son excelentes para realizar el mismo cálculo sobre muchos datos simultáneamente. Por eso las GPU son tan buenas para renderizar gráficos y entrenar modelos de IA.

Los núcleos de GPU se organizan en grupos. En las GPU NVIDIA, estos grupos se denominan Multiprocesadores de Transmisión (SM, por sus siglas en inglés). En las GPU AMD, se denominan Unidades de Cómputo (CU, por sus siglas en inglés). Cada SM o CU contiene un conjunto de núcleos, junto con memoria compartida y hardware de planificación. Una GPU moderna puede tener 80 o más SM, cada uno con 128 núcleos, para un total de más de 10,000 núcleos.

Estos núcleos no son como los núcleos de CPU. Un núcleo de CPU es una unidad de procesamiento completa que puede manejar cualquier tarea de forma independiente. Un núcleo de GPU es mucho más simple y funciona como parte de un grupo. Todos los núcleos en un SM ejecutan la misma instrucción al mismo tiempo, pero sobre datos diferentes. Esto se llama SIMD (Single Instruction Multiple Data), y es la clave de la eficiencia de la GPU.

Diferentes tipos de núcleos manejan diferentes tareas. Los núcleos de sombreado manejan los cálculos para renderizar gráficos 3D, determinando el color de cada píxel. Los núcleos Tensor, que se encuentran en las tarjetas NVIDIA RTX, están especializados en matemáticas matriciales utilizadas en IA y aprendizaje profundo. Los núcleos de trazado de rayos manejan los cálculos complejos necesarios para una iluminación y reflejos realistas. Cada tipo de núcleo está optimizado para su trabajo específico.

El número de núcleos no es lo único que importa. La velocidad de reloj, el ancho de banda de la memoria y la eficiencia de la arquitectura juegan un papel importante. Una GPU con menos núcleos pero mayor velocidad de reloj y mejor arquitectura puede superar a una con más núcleos pero memoria más lenta. Por eso, comparar el número de núcleos entre diferentes generaciones o diferentes marcas no siempre es significativo.