TPU是什么?

电子技术   2025-11-27 17:31   110   0  

TPU全称是:Tensor Processing Unit,由Google 推出和推广。


Tensor:中文为“张量”。在数学和计算机科学中,张量是多维数组,是机器学习中数据和计算的基本单位。例如,一个图像数据集可以被看作一个四维张量。


Processing Unit:处理单元。顾名思义,就是处理这些张量的专用硬件。


TPU名称的深层含义

1.为TensorFlow而生:TPU是谷歌专门为其开源机器学习框架TensorFlow设计的硬件。名字中的“Tensor”直接取自“TensorFlow”,表明了它与这个生态系统的深度集成。


2.为张量计算而优化:神经网络的核心运算(如矩阵乘法、卷积)都是基于张量进行的。TPU的硬件架构被专门设计来高效、低功耗地执行这些特定的张量操作。

简单来说,TPU就是一个专门用来加速人工智能(特别是机器学习)计算的定制处理器。


TPU的主要特点

专精化:与通用CPU和较为通用的GPU不同,TPU是专门为大规模矩阵乘法、卷积等神经网络核心运算设计的,它去除了很多不必要的控制逻辑和缓存,将绝大部分晶体管都用于计算本身。
简单比喻:

CPU像是一个全能管家,什么都能干,但每件事都不是极致的快。

GPU像是一个施工队,特别擅长同时进行大量重复性的简单任务(如图形渲染、并行计算)。
TPU则像是一个顶级的数学计算专家,它只专注于解决神经网络所涉及的那一类复杂数学问题,并且在这个特定领域做到了极致的高效和快速。


高能效:由于高度定制化设计,TPU在执行AI任务时,其性能功耗比远高于CPU和GPU。这意味着在完成同样的AI计算任务时,TPU耗电更少,速度更快。


主要用于推理和训练

第一代TPU:主要用于推理,即在训练好的模型上进行预测。
后续TPU:已经能够高效地处理大规模的模型训练任务。

与Cloud AI和TensorFlow深度集成:谷歌主要在其云平台上以服务的形式提供TPU计算能力,并与自家的TensorFlow框架无缝衔接,开发者可以很方便地调用TPU资源。




转自-懂点技术的采购YJ

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