普考-資訊處理計算機概要109 年第 6 題單選題
下列何者不適用於敘述圖形處理器(graphics processing unit, GPU)的特性?
ASIMD(Single Instruction stream, Multiple Data streams)
BMIMD(Multiple Instruction streams, Multiple Data streams)
C多緒處理器
D低記憶體延遲正確答案
D正確答案
GPU 採 SIMD/SIMT 架構與大量多緒來「掩蓋」高記憶體延遲,而非具有低延遲特性。
為什麼答案是 D
GPU 其實是「高記憶體延遲」!它不是靠降低延遲取勝,而是靠大量平行緒與高頻寬 (bandwidth) 來掩蓋延遲。低延遲是 CPU 快取系統的特性,不是 GPU。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 GPU 採 SIMD/SIMT 架構與大量多緒來「掩蓋」高記憶體延遲,而非具有低延遲特性。
GPU = 高吞吐量 (throughput) 導向,不是低延遲 (latency) 導向;CPU 才講究低延遲。
逐選項分析
A✕
GPU 典型是 SIMD 架構,單一指令同時處理大量資料(如每個 pixel 做相同運算),這是 GPU 的核心特性。
B✕ 陷阱
現代 GPU 由多個 SM(Streaming Multiprocessor)組成,每個 SM 可執行不同指令流,整體可視為 MIMD;NVIDIA 稱為 SIMT,兼具 MIMD 特性。
C✕
GPU 是典型多緒處理器 (multithreaded processor),靠大量執行緒切換來隱藏記憶體存取延遲,這正是 GPU 的招牌特性。
D✓ 正確
GPU 其實是「高記憶體延遲」!它不是靠降低延遲取勝,而是靠大量平行緒與高頻寬 (bandwidth) 來掩蓋延遲。低延遲是 CPU 快取系統的特性,不是 GPU。
CPU vs GPU 特性對照
| 特性 | CPU | GPU |
|---|
| 設計導向 | 低延遲 (latency) | 高吞吐量 (throughput) |
| 核心數 | 少而強 | 多而簡 |
| 架構 | MIMD | SIMD / SIMT |
| 快取 | 大型多層快取 | 小型快取 |
| 記憶體延遲 | 低 (靠快取) | 高 (靠多緒掩蓋) |
| 適用場景 | 通用、分支多 | 大量平行資料運算 |
考生常誤以為「GPU 很快 = 低延遲」,實際上 GPU 的記憶體存取延遲比 CPU 還高,它是用大量 thread 做 context switch 來「隱藏」延遲,而非消除延遲。快 ≠ 低延遲,而是高吞吐量。