Ποιοι είναι οι πυρήνες ενός επεξεργαστή; και τα λογικά νήματα ή πυρήνες;

Η σωστή γνώση των στοιχείων του υπολογιστή σας είναι το κλειδί κατά τη συναρμολόγηση μιας καλής διαμόρφωσης. Αλλά δεν γνωρίζουν όλοι ότι είναι οι πυρήνες ενός επεξεργαστή, ποια διαφορά υπάρχει μεταξύ ενός φυσικού και ενός λογικού πυρήνα και ποια είναι η HyperThreading της Intel ή της SMT της AMD.

Θέλετε να μάθετε περισσότερα; Μην χάσετε το άρθρο μας σχετικά με τους πυρήνες επεξεργαστών!

Ευρετήριο περιεχομένων

Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (επεξεργαστή) σε έναν υπολογιστή κάνει όλη τη δουλειά, βασικά σε προγράμματα. Αλλά οι σύγχρονοι επεξεργαστές προσφέρουν χαρακτηριστικά όπως multi-core και multithreading. Ορισμένοι υπολογιστές χρησιμοποιούν ακόμη και πολλούς επεξεργαστές.

Πριν από μερικά χρόνια, η ταχύτητα ρολογιού ενός επεξεργαστή ήταν επαρκής όταν συγκρίνετο την απόδοση. Αλλά τώρα τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά πια.

Τώρα, ένας επεξεργαστής που προσφέρει πολλαπλούς πυρήνες ή multithreads μπορεί να εκτελέσει σημαντικά καλύτερα από έναν επεξεργαστή ενός πυρήνα της ίδιας ταχύτητας που δεν προσφέρει πολλαπλά νήματα.

Και οι υπολογιστές με πολλαπλούς επεξεργαστές μπορούν να έχουν ακόμα μεγαλύτερο πλεονέκτημα. Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά έχουν σχεδιαστεί για να επιτρέπουν στους υπολογιστές να τρέχουν πιο εύκολα πολλαπλές διαδικασίες ταυτόχρονα, αυξάνοντας την απόδοση με multitasking ή με τις απαιτήσεις ισχυρών εφαρμογών όπως κωδικοποιητές βίντεο και σύγχρονα παιχνίδια. Ας ρίξουμε μια ματιά σε κάθε ένα από αυτά τα χαρακτηριστικά και τι μπορεί να σημαίνει για εσάς.

Σε αυτό το άρθρο, αναθεωρούμε μερικές έννοιες όπως πυρήνες έναντι θεμάτων, για ποιους απευθύνεται και τι ωφελεί τον Η / Υ.

Σίγουρα θα σας ενδιαφέρει να διαβάσετε:

• Οι καλύτεροι επεξεργαστές στην αγορά Οι καλύτερες μητρικές κάρτες στην αγορά Η καλύτερη μνήμη RAM στην αγορά Οι καλύτερες κάρτες γραφικών στην αγορά

Τι είναι ο επεξεργαστής;

Όπως το 99% των χρηστών του υπολογιστή γνωρίζουν ήδη, ένας επεξεργαστής είναι η κεντρική μονάδα επεξεργασίας. Αυτό είναι το βασικό συστατικό του κάθε υπολογιστή.

Με άλλα λόγια, ό, τι υπολογίζει έχει έναν επεξεργαστή μέσα, και είναι όπου όλοι οι υπολογισμοί εκτελούνται με τη βοήθεια των οδηγιών του λειτουργικού συστήματος.

Ένας επεξεργαστής μπορεί να επεξεργαστεί ένα μόνο έργο κάθε φορά. Αυτό δεν είναι πολύ καλό για την απόδοση. Υπάρχουν όμως ήδη προηγμένοι επεξεργαστές που σας επιτρέπουν να εργάζεστε με πολλές ταυτόχρονες εργασίες και να βελτιώνετε την απόδοση.

Οι παλιές μέρες πολλών επεξεργαστών

Εικόνα μέσω κοινού wikimedia

Όταν μιλάμε για έναν επεξεργαστή, αναφέρουμε ένα τσιπ που εισέρχεται σε μια υποδοχή στη μητρική πλακέτα. Έτσι, στις πρώτες μέρες, μία από αυτές τις μάρκες χειρίστηκε μόνο μία εργασία τη φορά.

Παλαιότερα, οι άνθρωποι χρειάζονταν περισσότερες επιδόσεις από τους υπολογιστές. Εκείνη την εποχή, η λύση ήταν να συμπεριληφθούν πολλοί επεξεργαστές σε έναν υπολογιστή. Δηλαδή, υπήρχαν πολλά βύσματα και πολλαπλά μάρκες.

Όλα θα συνδεθούν μεταξύ τους και με τη μητρική πλακέτα. Ως εκ τούτου, τεχνικά, θα μπορούσε να αναμένεται καλύτερη απόδοση από τον υπολογιστή. Αυτή ήταν μια αρκετά επιτυχημένη μέθοδος έως ότου οι άνθρωποι ανακαλύψουν τα μειονεκτήματα.

• Ήταν απαραίτητο να παρέχονται ειδικοί πόροι τροφοδοσίας και εγκατάστασης για κάθε επεξεργαστή. Επειδή ήταν διαφορετικές μάρκες, η καθυστέρηση στην επικοινωνία ήταν πολύ υψηλή. Αυτό δεν ήταν πραγματικά καλό πράγμα. Μια σειρά επεξεργαστών θα μπορούσε να παράγει πολύ θερμότητα μακροπρόθεσμα. Έτσι, θα χρειαστούν πολλοί πόροι για να αντιμετωπιστεί η επιπλέον θερμότητα.

Dual Socket Server Μητρική πλακέτα

Αυτό απαιτούσε μια μητρική πλακέτα με πολλαπλές υποδοχές επεξεργαστή. Η μητρική πλακέτα χρειάστηκε επίσης πρόσθετο υλικό για να συνδέσει αυτές τις υποδοχές επεξεργαστών με RAM και άλλους πόρους. Και έτσι εισήλθαν στη σκηνή οι έννοιες του multithreading και του multicore.

Επί του παρόντος, οι περισσότεροι υπολογιστές διαθέτουν μόνο έναν επεξεργαστή. Αυτός ο επεξεργαστής μπορεί να έχει πολλαπλούς πυρήνες ή τεχνολογία HyperThreading, αλλά εξακολουθεί να είναι απλώς ένας φυσικός επεξεργαστής που έχει εισαχθεί σε μία υποδοχή στη μητρική πλακέτα.

Τα συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών δεν είναι πολύ συνηθισμένα στους σημερινούς υπολογιστές οικιακών χρηστών. Ακόμη και μια επιφάνεια εργασίας παιχνιδιών υψηλής ισχύος με πολλές κάρτες γραφικών θα έχει γενικά μόνο έναν επεξεργαστή. Είναι όμως δυνατό να βρεθούν συστήματα με πολλαπλούς επεξεργαστές σε υπερυπολογιστές, διακομιστές και συστήματα υψηλής τεχνολογίας που χρειάζονται μέγιστη ισχύ για σύνθετες εργασίες. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η κατοχή μιας ομάδας με πολλούς επεξεργαστές θα είναι πολύ λιγότερο αποτελεσματική από ό, τι φαίνεται, αφού υπάρχουν πολύ γρήγοροι επεξεργαστές και πολλοί πυρήνες για οικιακούς χρήστες όπως το i9-7980XE.

Πολλαπλοί πυρήνες σε έναν επεξεργαστή

Η ιδέα της σύνδεσης διαφορετικών επεξεργαστών δεν ήταν πολύ καλή για την απόδοση. Στη συνέχεια, η ιδέα καταλήγει να έχουν δύο επεξεργαστές μέσα σε ένα ενιαίο τσιπ.

Ως εκ τούτου, ως ένας τρόπος να γίνει ένα αποτελεσματικό βήμα προς την απόδοση, οι κατασκευαστές περιλάμβαναν πολλούς επεξεργαστές σε έναν ενιαίο επεξεργαστή. Αυτές οι νέες μονάδες ονομάζονταν πυρήνες.

Από τώρα και στο εξής, αυτοί οι επεξεργαστές ονομάζονταν "επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων". Με αυτόν τον τρόπο, όταν το λειτουργικό σύστημα ανέλυσε τον υπολογιστή, αντιμετώπισε δύο επεξεργαστές.

Αντί να αφιερώσουν την αποθήκευση και την τροφοδοσία σε χωριστά τσιπ, οι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων έκαναν το έργο της πρόσθετης απόδοσης.

Φυσικά, υπήρχαν και άλλα πλεονεκτήματα. Επειδή και οι δύο επεξεργαστές ήταν στο ίδιο chip, η καθυστέρηση ήταν χαμηλότερη. Αυτό βοήθησε στη βελτίωση της επικοινωνίας και της ταχύτητας. Επί του παρόντος, μπορείτε να δείτε μια μεγάλη ποικιλία επεξεργαστών με πολλές συσκευές στην αγορά.

Για παράδειγμα, σε επεξεργαστές διπλού πυρήνα υπάρχουν δύο μονάδες επεξεργασίας. Και αν το εφαρμόσουμε στην πράξη, στην περίπτωση των επεξεργαστών Quad Core βρίσκουμε 4 μονάδες επεξεργασίας.

Σε αντίθεση με το multithreading, δεν υπάρχουν κόλπα εδώ: Ένας επεξεργαστής διπλού πυρήνα κυριολεκτικά έχει δύο επεξεργαστές στο τσιπ. Ένας επεξεργαστής τεσσάρων πυρήνων έχει τέσσερις κεντρικές μονάδες επεξεργασίας, ένας επεξεργαστής οκτώ πυρήνων έχει οκτώ κεντρικές μονάδες επεξεργασίας κ.ο.κ.

Αυτό βοηθά στη δραματική βελτίωση της απόδοσης διατηρώντας ταυτόχρονα τον φυσικό επεξεργαστή μικρό για να ταιριάζει σε μία υποδοχή.

Απλά χρειάζεται να υπάρχει μία υποδοχή επεξεργαστή με ένα μόνο επεξεργαστή, όχι τέσσερις υποδοχές με τέσσερις επεξεργαστές, καθένα από τα οποία χρειάζεται τη δική του ισχύ, ψύξη και άλλο υλικό. Υπάρχει λιγότερη καθυστέρηση επειδή οι πυρήνες μπορούν να επικοινωνούν ταχύτερα αφού είναι όλοι στο ίδιο τσιπ.

Intel HyperThreading

Ο παράλληλος υπολογισμός βρίσκεται στον κλάδο για λίγο. Ωστόσο, η Intel έφερε τα πλεονεκτήματα της στην προσωπική υπολογιστική. Και εκεί ονομάστηκε τεχνολογία Intel Hyper-Threading.

Η τεχνολογία Hyper-Threading της Intel κάνει το λειτουργικό σας σύστημα να πιστεύει ότι υπάρχουν πολλοί επεξεργαστές. στην πραγματικότητα, υπάρχει μόνο ένα. Είναι ένα είδος προτίμησης για τη βελτίωση της απόδοσης και της ταχύτητας.

Το HyperThreading αποτέλεσε την πρώτη προσπάθεια της Intel να φέρει παράλληλους υπολογιστές σε υπολογιστές καταναλωτών. Το 2002 έκανε το ντεμπούτο του στους επεξεργαστές επιτραπέζιων υπολογιστών με το Pentium 4 HT.

Αυτά τα Pentium 4s είχαν έναν ενιαίο πυρήνα, οπότε μπορούσαν να εκτελούν μόνο μία εργασία κάθε φορά. Αλλά το HyperThreading φαίνεται να αντισταθμίζει αυτό. Με αυτήν την τεχνολογία Intel, ένας μοναδικός φυσικός πυρήνας πολλαπλών κινήσεων εμφανίζεται ως δύο λογικοί επεξεργαστές σε ένα λειτουργικό σύστημα. Ο επεξεργαστής εξακολουθεί να είναι ένας, οπότε είναι λίγο ανόητος. Ενώ το λειτουργικό σύστημα βλέπει δύο επεξεργαστές για κάθε πυρήνα, το πραγματικό υλικό του επεξεργαστή έχει μόνο ένα σύνολο πόρων εκτέλεσης για κάθε πυρήνα.

Έτσι, ο επεξεργαστής προσποιείται ότι έχει περισσότερους πυρήνες από ό, τι έχει και χρησιμοποιεί τη δική του λογική για να επιταχύνει την εκτέλεση του προγράμματος. Με άλλα λόγια, το λειτουργικό σύστημα είναι εξαπατημένο να βλέπει δύο επεξεργαστές για κάθε πυρήνα.

Την εποχή εκείνη δημιουργήσαμε ένα Pentium 4, το οποίο το αγόρι από το κατάστημα το ονόμασε "NASA PC". Τι ώρα αυτοί!

Το HyperThreading επιτρέπει στους δύο λογικούς πυρήνες του επεξεργαστή να μοιράζονται τους φυσικούς πόρους εκτέλεσης. Αυτό μπορεί να επιταχύνει τα πράγματα λίγο: εάν ένας εικονικός επεξεργαστής έχει κολλήσει και περιμένει, ο άλλος εικονικός επεξεργαστής μπορεί να δανειστεί τους πόρους εκτέλεσης. Το HyperThreading μπορεί να συμβάλει στην επιτάχυνση του συστήματος, αλλά δεν είναι τόσο καλό όσο διαθέτει πραγματικούς πρόσθετους πυρήνες.

Ευτυχώς, το multithreading είναι τώρα ένα "μπόνους". Ενώ οι αρχικοί επεξεργαστές καταναλωτών με HyperThreading είχαν μόνο έναν ενιαίο πυρήνα που συγκαλύφθηκε ως πολλαπλοί πυρήνες, οι σύγχρονοι επεξεργαστές Intel διαθέτουν τώρα και πολλούς πυρήνες και τεχνολογία HyperThreading.

Ένας επεξεργαστής διπλού πυρήνα με multithreading εμφανίζεται ως quad-core στο λειτουργικό σύστημα, ενώ ένας επεξεργαστής quad-core με το HyperThreading φαίνεται να έχει οκτώ πυρήνες.

Το Multithreading δεν αποτελεί υποκατάστατο για πρόσθετους πυρήνες, αλλά ένας επεξεργαστής διπλού πυρήνα με HyperThreading θα πρέπει να λειτουργεί καλύτερα από έναν επεξεργαστή διπλού πυρήνα χωρίς το HyperThreading.

Οι πόροι εκτέλεσης υλικού θα διαιρεθούν και θα παραγγελθούν για να δώσουν την καλύτερη ταχύτητα σε πολλαπλές διαδικασίες. Όπως μπορείτε να δείτε, ολόκληρη η εργασία είναι εικονική. Αυτό το HyperThreading μπορεί συχνά να προσφέρει μια αύξηση επιδόσεων 10-30% για την εκτέλεση του έργου. Η AMD διαθέτει επίσης αυτή την τεχνολογία, αλλά αντί για HyperThreading την ονομάζει SMT. Λειτουργεί; Είναι το ίδιο.

Είναι πολλοί πυρήνες και νήματα αξίζει τον κόπο;

Εάν ο υπολογιστής σας διαθέτει επεξεργαστή πολλαπλών τόνων, αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν πολλαπλές CPU. Σημαίνει επίσης ότι μπορεί να έχει καλύτερη απόδοση από έναν επεξεργαστή πυρήνα.

Και αν μιλάμε για HyperThreading, ένας επεξεργαστής ενός πυρήνα με αυτή την τεχνολογία θα λειτουργήσει καλύτερα από έναν από αυτούς τους επεξεργαστές που στερείται αυτής της τεχνολογίας πολλαπλών εργασιών.

Από την άλλη πλευρά, ότι ένας επεξεργαστής είναι multithreading είναι κάτι εικονικό. Σε αυτή την περίπτωση, η τεχνολογία χρησιμοποιεί πρόσθετη λογική για τη διαχείριση πολλαπλών εργασιών. Λόγω αυτού, η συνολική απόδοση δεν θα είναι πραγματικά ορατή. Έτσι, εάν θέλετε πραγματικά να συγκρίνετε έναν επεξεργαστή ενός πυρήνα ή έναν επεξεργαστή πολλών πυρήνων, μπορούμε να επιβεβαιώσουμε ότι τα τελευταία είναι πάντα καλύτερα. Παιχνίδια όπως το Battlefield ή το multiplayer προσφέρουν πάντα καλύτερη απόδοση με έναν επεξεργαστή με πολλούς λογικούς πυρήνες σε περιοχές με πολλές εκρήξεις.

Τι γνώμη έχετε για το άρθρο μας σχετικά με τους πυρήνες ενός επεξεργαστή; Το θεωρήσατε ενδιαφέρον; Σας λείπει κάτι;