AI大模型主要使用显卡(GPU)而非CPU,核心原因在于GPU的并行计算能力更强、能效比更高,尤其适合处理矩阵运算等大模型的核心任务。
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并行计算优势
GPU拥有数千个计算核心,可同时执行大量简单运算,而CPU通常只有几个高性能核心,擅长复杂逻辑但并行能力弱。大模型的训练和推理涉及海量矩阵乘法(如神经网络权重更新),GPU的并行架构能显著加速这一过程。 -
高带宽显存支持
GPU配备的显存(如HBM)带宽远超CPU内存,例如NVIDIA H100显存带宽达3TB/s,而主流CPU内存带宽仅约50GB/s。大模型参数规模庞大(如GPT-3达1750亿参数),高带宽显存可快速传输数据,避免计算瓶颈。 -
专用硬件加速
现代GPU(如A100/H100)集成Tensor Core等专用单元,针对AI常见的混合精度计算(FP16/FP32)优化,运算速度可达CPU的数十倍。例如,A100的FP16算力达312TFLOPS,而顶级CPU仅约5TFLOPS。 -
能效比更优
GPU完成相同AI任务时功耗效率更高。以训练ResNet-50为例,GPU集群的耗电量仅为CPU集群的1/10,这对需长期运行的大模型训练至关重要。
总结:GPU凭借并行架构、高速显存和专用硬件,成为大模型的首选计算单元,而CPU更多承担控制调度等辅助角色。未来随着AI芯片(如TPU)发展,专用计算硬件的优势将进一步扩大。