Відповідь TL; DR: GPU мають набагато більше ядер процесора, ніж процесори, але оскільки кожне ядро GPU працює значно повільніше, ніж ядро CPU, і не має функцій, необхідних для сучасних операційних систем, вони не підходять для виконання більшої частини обробки в повсякденному режимі обчислення. Вони найбільш підходять для обчислювальних операцій, таких як обробка відео та фізичне моделювання.
GPGPU все ще є відносно новою концепцією. GPU спочатку використовувались лише для візуалізації графіки; З розвитком технологій велика кількість ядер у графічних процесорах відносно процесорів використовувалася шляхом розробки обчислювальних можливостей для графічних процесорів, щоб вони могли обробляти багато паралельних потоків даних одночасно, незалежно від того, якими вони можуть бути. Хоча графічні процесори можуть мати сотні або навіть тисячі потокових процесорів, кожен з них працює повільніше, ніж ядро центрального процесора, і має менше функцій (навіть якщо вони Turing завершені і можуть бути запрограмовані для запуску будь-якої програми, яку може запускати процесор). До функцій, відсутніх у графічних процесорах, належать переривання та віртуальна пам'ять, необхідні для впровадження сучасної операційної системи.
Іншими словами, процесори та графічні процесори мають суттєво різні архітектури, завдяки чому вони краще підходять до різних завдань. Графічний процесор може обробляти велику кількість даних у багатьох потоках, виконуючи відносно прості операції над ними, але він непридатний для важкої або складної обробки на одному або декількох потоках даних. Центральний процесор набагато швидший на основі ядра (з точки зору інструкцій в секунду) і може простіше виконувати складні операції на одному або декількох потоках даних, але не може ефективно обробляти багато потоків одночасно.
Як результат, GPU не підходять для виконання завдань, які не мають значної користі або не можуть бути паралелізовані, включаючи багато поширених програм для споживачів, таких як текстові процесори. Крім того, GPU використовують принципово іншу архітектуру; потрібно програмувати програму спеціально для GPU, щоб вона працювала, і для програмування графічних процесів потрібні суттєво різні методи. Ці різні методи включають нові мови програмування, модифікації існуючих мов та нові парадигми програмування, які краще підходять для вираження обчислень як паралельних операцій, які виконуються багатьма процесорами потоку. Для отримання додаткової інформації про методи, необхідні для програмування графічних процесорів, дивіться статті у Вікіпедії про обробку потоків та паралельні обчислення .
Сучасні графічні процесори здатні виконувати векторні операції та арифметику з плаваючою комою, а новітні карти здатні маніпулювати числами з плаваючою комою подвійної точності. Такі рамки, як CUDA та OpenCL, дозволяють записувати програми для графічних процесорів, а природа GPU робить їх найбільш придатними для операцій із великою паралельністю, наприклад, в наукових обчисленнях, де серія спеціалізованих обчислювальних карт GPU може бути життєздатною заміною для невеликої обчислити кластер, як у персональних суперкомп'ютерах NVIDIA Tesla . Споживачі із сучасними графічними процесорами, які мають досвід Folding @ home, можуть використовувати їх для участі у клієнтах GPU , які можуть виконувати симуляції складання білка з дуже високою швидкістю та сприяти більшій роботі над проектом (обов'язково читайте поширені запитанняпо-перше, особливо ті, що стосуються GPU). Графічні процесори також можуть вдосконалити фізичне моделювання у відеоіграх за допомогою PhysX, прискорити кодування та декодування відео та виконати інші завдання, що вимагають обчислень. Саме такі типи завдань найкраще підходять для виконання графічних процесорів.
AMD є новаторським процесором, який називається прискореним процесором (APU), який поєднує звичайні ядра процесора x86 з графічними процесорами. Цей підхід дозволяє графічній продуктивності значно перевершувати графічні рішення, інтегровані до материнської плати (хоча це не відповідає більш дорогим дискретним графічним процесорам), а також дозволяє компактну, недорогу систему з хорошими мультимедійними характеристиками без необхідності окремого графічного процесора. Останні процесори Intel також пропонують графічну інтегровану графіку, хоча конкурентоспроможність інтегрованого GPU наразі обмежена кількома чіпами з Intel Iris Pro Graphics. Оскільки технології продовжують просуватися, ми спостерігатимемо все більшу ступінь зближення цих колись окремих частин. AMD передбачаємайбутнє, де процесор і GPU - це одне ціле, здатне безперешкодно працювати разом над одним завданням .
Тим не менш, багато завдань, що виконуються операційними системами та програмами ПК, як і раніше краще підходять до процесорів, і потрібно багато роботи для прискорення програми за допомогою GPU. Оскільки так багато існуючого програмного забезпечення використовують архітектуру x86 і оскільки графічні процесори вимагають різних методик програмування і не мають декількох важливих функцій, необхідних для операційних систем, загальний перехід від процесора до графічного процесора для щоденних обчислень дуже важкий.