Основи на процесора: Обяснение на няколко процесора, ядра и хипернишки

Централният процесор (CPU) във вашия компютър извършва изчислителната работа - основно изпълнява програми. Но съвременните процесори предлагат функции като множество ядра и хиперпоточност. Някои компютри дори използват множество процесори. Ние сме тук, за да помогнем да се подреди всичко.

СВЪРЗАНИ: Защо не можете да използвате тактова честота на процесора, за да сравните производителността на компютъра

Тактовата честота на процесора беше достатъчна при сравняване на производителността. Нещата вече не са толкова прости. Процесор, който предлага множество ядра или хиперпоточност, може да се представи значително по-добре от едноядрен процесор със същата скорост, който не разполага с хиперпоточност. А компютрите с множество процесори могат да имат още по-голямо предимство. Всички тези функции са създадени, за да позволят на персоналните компютри да изпълняват по-лесно множество процеси едновременно - повишавайки вашата производителност при многозадачност или при изисквания на мощни приложения като видео кодери и модерни игри. Така че, нека да разгледаме всяка от тези функции и какво биха могли да означават за вас.

Hyper-Threading

Hyper-Threading беше първият опит на Intel да въведе паралелни изчисления в потребителските компютри. Той дебютира на настолни процесори с Pentium 4 HT още през 2002 г. Pentium 4 на деня включваше само едно ядро ​​на процесора, така че наистина можеше да изпълнява само една задача наведнъж - дори ако беше в състояние да превключва между задачите достатъчно бързо че изглеждаше като многозадачност. Хипер-резбата се опита да компенсира това.

Едно физическо ядро ​​на процесора с хиперпоточност се появява като две логически процесори в операционната система. Процесорът все още е единичен процесор, така че е малко измама. Докато операционната система вижда по два процесора за всяко ядро, действителният хардуер на процесора има само един набор от ресурси за изпълнение за всяко ядро. Процесорът се преструва, че има повече ядра, отколкото има, и използва собствена логика, за да ускори изпълнението на програмата. С други думи, операционната система е подмамена да види по два процесора за всяко действително ядро ​​на процесора.

Hyper-Threading позволява на двете логически CPU ядра да споделят физически ресурси за изпълнение. Това може да ускори нещата донякъде - ако единият виртуален процесор е в застой и чака, другият виртуален процесор може да заеме своите ресурси за изпълнение. Хипер-резбата може да помогне за ускоряване на вашата система, но не е толкова добра, колкото наличието на действителни допълнителни ядра.

За щастие хиперпоточността вече е „бонус“. Докато оригиналните потребителски процесори с хипер-нишки имаха само едно ядро, което се маскираше като множество ядра, модерните процесори на Intel вече имат както множество ядра, така и технология за хипер-нишки. Вашият двуядрен процесор с хипер-резба се появява като четири ядра за вашата операционна система, докато вашият четириядрен процесор с хипер-резба се появява като осем ядра. Hyper-threading не може да замести допълнителни ядра, но двуядрен CPU с хипер-резба трябва да се представя по-добре от двуядрен CPU без хипер-резба.

Множество ядра

Първоначално процесорите имаха едно ядро. Това означаваше, че физическият процесор има един централен процесор. За да увеличат производителността, производителите добавят допълнителни „ядра“ или централни процесори. Двуядреният процесор има два централни процесора, така че изглежда на операционната система като два процесора. Например процесор с две ядра може да изпълнява два различни процеса едновременно. Това ускорява вашата система, защото компютърът ви може да прави няколко неща едновременно.

За разлика от хиперпотока, тук няма трикове - двуядрен процесор буквално има два централни процесора на процесорния чип. Четириядрен процесор има четири централни процесора, осемядрен процесор има осем централни процесора и т.н.

Това помага драстично да подобри производителността, като същевременно поддържа физическия модул на процесора малък, за да се побере в един гнездо. Трябва да има само един CPU гнездо с вграден един CPU блок - а не четири различни CPU гнезда с четири различни CPU, всеки от които се нуждае от собствена мощност, охлаждане и друг хардуер. Има по-малко латентност, тъй като ядрата могат да комуникират по-бързо, тъй като всички те са на един и същ чип.

Диспечерът на задачите на Windows показва това доста добре. Тук например можете да видите, че тази система има един действителен процесор (сокет) и четири ядра. Hyperthreading прави всяко ядро ​​да изглежда като два процесора за операционната система, така че показва 8 логически процесора.

Няколко процесора

СВЪРЗАНИ: Защо не можете да използвате тактова честота на процесора, за да сравните производителността на компютъра

Повечето компютри имат само един процесор. Този единичен процесор може да има множество ядра или технология за хиперпотоци, но това все още е само един физически CPU блок, вмъкнат в един процесорен сокет на дънната платка.

Преди да се появят хиперпоточните и многоядрените процесори, хората се опитаха да добавят допълнителна процесорна мощ към компютрите, като добавиха допълнителни процесори. Това изисква дънна платка с множество процесорни гнезда. Дънната платка също се нуждае от допълнителен хардуер, за да свърже тези процесорни гнезда към RAM и други ресурси. В този вид настройка има много режийни разходи. Има допълнителна латентност, ако процесорите трябва да комуникират помежду си, системите с множество процесори консумират повече енергия, а дънната платка се нуждае от повече гнезда и хардуер.

Днес системите с множество процесори не са много често срещани сред персоналните компютри за домашни потребители. Дори мощен игрален десктоп с множество графични карти обикновено ще има само един процесор. Ще откриете множество централни процесори сред суперкомпютри, сървъри и подобни системи от висок клас, които се нуждаят от толкова мощност, каквато могат да получат.

Колкото повече процесори или ядра има компютърът, толкова повече неща може да направи наведнъж, като спомагат за подобряване на производителността на повечето задачи. Повечето компютри вече имат процесори с множество ядра - най-ефективният вариант, който обсъждахме. Дори ще намерите процесори с множество ядра на съвременните смартфони и таблети. Процесорите на Intel също се отличават с хиперпоточност, което е един вид бонус. Някои компютри, които се нуждаят от голямо количество CPU мощност, може да имат множество процесори, но това е много по-малко ефективно, отколкото звучи.

Кредит за изображение: lungstruck на Flickr, Mike Babcock на Flickr, Declan ™ на Flickr