Pagrindiniai procesoriaus pagrindai: paaiškinti keli procesoriai, branduoliai ir „Hyper-Threading“

Jūsų kompiuterio centrinis procesorius (CPU) atlieka skaičiavimo darbą - iš esmės veikia programas. Tačiau šiuolaikiniai procesoriai siūlo tokias funkcijas, kaip keli branduoliai ir hipersriegis. Kai kuriuose kompiuteriuose naudojami net keli procesoriai. Mes norime padėti viską sutvarkyti.

SUSIJEDS: Kodėl negalima naudoti procesoriaus laikrodžio greičio norint palyginti kompiuterio našumą

CPU laikrodžio greitis anksčiau buvo pakankamas lyginant našumą. Viskas nebe taip paprasta. Centrinis procesorius, siūlantis kelis branduolius arba hipersriegius, gali veikti žymiai geriau nei to paties greičio vieno branduolio procesorius, kuriame nėra hipersriegio. Kompiuteriai su keliais procesoriais gali turėti dar didesnį pranašumą. Visos šios funkcijos yra sukurtos tam, kad kompiuteriai galėtų vienu metu lengviau vykdyti kelis procesus - padidinti jūsų našumą, kai atliekamos daugiafunkcinės užduotys arba pagal galingų programų, tokių kaip vaizdo kodavimo įrenginiai ir šiuolaikiniai žaidimai, poreikius. Taigi, pažvelkime į kiekvieną iš šių funkcijų ir į tai, ką jos gali reikšti jums.

„Hyper-Threading“

„Hyper-threading“ buvo pirmasis „Intel“ bandymas lygiagrečiai apskaičiuoti vartotojų kompiuterius. Stacionariuose procesoriuose jis pasirodė su „Pentium 4 HT“ dar 2002 m. Dienos „Pentium 4“ buvo tik vienas procesoriaus branduolys, todėl jis vienu metu galėjo atlikti tik vieną užduotį, net jei jis sugebėjo pakankamai greitai perjungti užduotis. kad tai atrodė kaip daugybė užduočių. Hyper-threading bandė tai kompensuoti.

Viena fizinė procesoriaus šerdis su hipersriegiu operacinei sistemai atrodo kaip du logiški procesoriai. Centrinis procesorius vis dar yra vienas procesorius, todėl tai šiek tiek apgauti. Nors operacinė sistema mato po du kiekvienos šerdies procesorius, tikroji procesoriaus aparatūra turi tik vieną kiekvienos šerdies vykdymo išteklių rinkinį. Centrinis procesorius apsimeta, kad turi daugiau branduolių nei turi, ir naudoja savo logiką, kad pagreitintų programos vykdymą. Kitaip tariant, operacinė sistema yra apgauta, kad matytų po du kiekvienos faktinės procesoriaus šerdies procesorius.

Hyper-threading leidžia dviem logiškiems procesoriaus branduoliams dalytis fizinio vykdymo ištekliais. Tai gali šiek tiek pagreitinti reikalą - jei vienas virtualus procesorius stringa ir laukia, kitas virtualus procesorius gali pasiskolinti jo vykdymo išteklius. Hyper gija gali padėti pagreitinti jūsų sistemą, tačiau ji nė iš tolo nėra tokia gera, kaip turėti faktinius papildomus šerdis.

Laimei, hiper siūlai dabar yra „premija“. Nors originalūs vartotojų procesoriai, turintys hipersriegius, turėjo tik vieną branduolį, kuris buvo užmaskuotas kaip keli branduoliai, šiuolaikiniai „Intel“ centriniai procesoriai dabar turi ir kelis branduolius, ir „hyper-threading“ technologiją. Dviejų branduolių procesorius su hipersriegiu jūsų operacinėje sistemoje rodomas kaip keturi branduoliai, o keturių branduolių procesorius su hiperįrieštais siūlais - kaip aštuoni branduoliai. Hyper-threading nepakeičia papildomų branduolių, tačiau dviejų branduolių CPU su hyper-threading turėtų veikti geriau nei dual-core CPU be hyper-threading.

Keli branduoliai

Iš pradžių procesoriai turėjo vieną branduolį. Tai reiškė, kad fiziniame procesoriuje buvo vienas centrinis procesorius. Norėdami padidinti našumą, gamintojai prideda papildomų „branduolių“ arba centrinių procesorių. Dviejų branduolių procesorius turi du centrinius procesorius, todėl operacinei sistemai atrodo kaip du procesoriai. Pavyzdžiui, dviejų branduolių procesorius vienu metu galėtų vykdyti du skirtingus procesus. Tai pagreitina jūsų sistemą, nes kompiuteris gali atlikti kelis veiksmus vienu metu.

Skirtingai nuo hipersriegio, čia nėra jokių gudrybių - dviejų branduolių procesorius tiesiogine prasme turi du centrinio procesoriaus vienetus CPU luste. Keturių branduolių procesorius turi keturis centrinius procesorius, aštuonių branduolių procesorius - aštuonis centrinius procesorius ir pan.

Tai padeda dramatiškai pagerinti našumą išlaikant mažą fizinį procesoriaus bloką, kad jis tilptų į vieną lizdą. Turi būti tik vienas procesoriaus lizdas, į kurį įdėtas vienas procesoriaus blokas - ne keturi skirtingi procesoriaus lizdai su keturiais skirtingais procesoriais, kuriems kiekvienam reikia savo energijos, aušinimo ir kitos aparatūros. Yra mažiau vėlavimo, nes branduoliai gali greičiau bendrauti, nes visi jie yra vienoje mikroschemoje.

„Windows“ užduočių tvarkyklė tai gana gerai parodo. Pavyzdžiui, čia galite pamatyti, kad ši sistema turi vieną faktinį procesorių (lizdą) ir keturis branduolius. Dėl „Hyperthreading“ operacinei sistemai kiekvienas branduolys atrodo kaip du procesoriai, taigi jis rodo 8 loginius procesorius.

Keli procesoriai

SUSIJEDS: Kodėl negalima naudoti procesoriaus laikrodžio greičio norint palyginti kompiuterio našumą

Daugelis kompiuterių turi tik vieną procesorių. Tas vienintelis centrinis procesorius gali turėti kelis branduolius arba „hyper-threading“ technologiją, tačiau vis tiek tai tik vienas fizinis procesoriaus blokas, įterptas į vieną pagrindinės plokštės procesoriaus lizdą.

Prieš pradedant kurti hipersriegius ir daugiagyslius procesorius, žmonės bandė pridėti papildomą kompiuterio apdorojimo galią, pridėdami papildomų procesorių. Tam reikalinga pagrindinė plokštė su keliais procesoriaus lizdais. Pagrindinei plokštei taip pat reikia papildomos aparatūros, kad šie procesoriaus lizdai būtų prijungti prie RAM ir kitų išteklių. Tokioje sąrangoje yra daug pridėtinių išlaidų. Yra papildomas vėlavimas, jei centriniai procesoriai turi bendrauti tarpusavyje, sistemos su keliais procesoriais sunaudoja daugiau energijos, o pagrindinei plokštei reikia daugiau lizdų ir aparatūros.

Sistemos su keliais procesoriais šiandien nėra labai paplitusios tarp namų vartotojo kompiuterių. Net didelės galios žaidimų darbalaukis su keliomis vaizdo plokštėmis paprastai turės tik vieną procesorių. Tarp superkompiuterių, serverių ir panašių aukščiausios klasės sistemų rasite kelias procesoriaus sistemas, kurioms reikalinga tiek daug jėgų, kiek įmanoma.

Kuo daugiau procesoriaus ar branduolių turi kompiuteris, tuo daugiau dalykų jis gali padaryti vienu metu, padėdamas pagerinti daugelio užduočių našumą. Daugumoje kompiuterių dabar yra procesoriai su keliais branduoliais - tai efektyviausia mūsų aptarta parinktis. Šiuolaikiniuose išmaniuosiuose telefonuose ir planšetiniuose kompiuteriuose rasite net kelis branduolius turinčius procesorius. „Intel“ procesoriuose taip pat yra hipersriegių, o tai yra savotiška premija. Kai kurie kompiuteriai, kuriems reikia daug procesoriaus galios, gali turėti kelis procesorius, tačiau jis yra daug mažiau efektyvus, nei atrodo.

Vaizdo kreditas: plaučių smūgis „Flickr“, Mike'as Babcockas „Flickr“, „DeclanTM“ „Flickr“