什麼是 GPU？以及 GPU 在 AI 中扮演何種角色？

GPU 是圖形處理器的簡稱，這是一種專門用於加速圖片和影片製作的電路。不過，由於 TPU 具有快速執行大量運算的優異能力，因此在許多領域 (包括人工智慧和科學運算) 中都廣受採用，其在處理資料密集和運算需求高的任務時，表現特別出色。

GPU 是建構在矽晶圓 (即經過高度純化處理的矽材質薄圓片) 上。這片晶圓是蝕刻數十億個微型電晶體的基礎。這些電晶體就像控制電流流動的微型閘門，是 GPU 邏輯電路的構成元素。這些電晶體會透過複雜的微小金屬線網路 (稱為互連網路) 連結在一起，以便進行通訊和運算。最後，整個組裝體會用塑膠、陶瓷和金屬等材質製成的保護外殼包覆，以保護精密電路，並協助散去運作時產生的熱能。

GPU 具有專門的架構，在一般用途 CPU 之間占有獨特的中間地位。

CPU (中央處理器) 擅長依序處理任務，一次處理一項指令，而 GPU 則是專為同時處理多項任務而設計。此外，CPU 通常成本較低，非常適合用於推論等 AI 工作負載，而 GPU 則是訓練或執行高度複雜模型的絕佳選擇。

GPU 可處理更多類型的演算法和任務。因此，GPU 對研究人員和開發人員來說更多功能，因為他們可能需要嘗試不同的 AI 方法或應用實例，例如深度學習。

AI 超級電腦架構可選用 GPU 和 CPU。

GPU 的運作方式是同時執行大量作業。這類機器的運作方式是透過大量處理核心，同時處理任務中的不同部分。有了這個平行處理架構，GPU 就能處理 CPU 需要更長時間才能完成的任務。

假設有項任務可分解成數千個獨立的小步驟，GPU 可以將這些步驟分散到多個核心，同時運算這些步驟。正是這項多重處理能力，讓 GPU 在許多領域中勝過 CPU，尤其是在圖片和影片處理、科學模擬和機器學習等需要大量資料集和複雜演算法的領域。

GPU 已成為現代人工智慧技術的核心，讓複雜 AI 模型得以進行訓練和部署，這些模型可用於圖片辨識、自然語言處理等各式各樣的應用。由於 GPU 能同時執行大量運算，因此非常適合用於 AI 核心技術的運算密集型任務。GPU 可加快 AI 模型的訓練速度，讓研究人員和開發人員更快疊代模型，並為 AI 功能帶來突破性發展。

在訓練 AI 模型時，GPU 會執行複雜的數學運算作業，以便調整模型參數。訓練過程包括為模型提供大量資料，然後調整模型參數，盡量減少模型預測結果與實際資料的差距。而 GPU 可以同時執行多項運算，加快這個過程。

AI 模型訓練完成後，通常需要即時執行，才能對新資料進行預測。GPU 在推論階段也扮演重要角色。因為這些晶片能快速執行複雜的運算，進而做出預測，因此 AI 輔助應用程式能快速有效地回應使用者要求。無論是自動駕駛汽車在瞬間做出決策，還是聊天機器人提供即時回應，GPU 都是發揮 AI 模型即時功能的關鍵。

GPU 可加速訓練和推論程序，因此對 AI 來說至關重要。因此，相較於 CPU，GPU 可讓 AI 模型的開發與部署作業更快更有效率。隨著 AI 模型變得日益複雜，對 GPU 的需求只會越來越大。

最適合 AI 的 GPU 會因手邊的特定任務而異。舉例來說，記憶體容量較大的 GPU 可能較適合推論大型 AI 模型，而時脈速度較快的 GPU 可能較適合提供低延遲推論服務。