CPU pagrindai Keli CPU, šerdys ir „Hyper-Threading“ paaiškinimai

Kompiuterio centrinis procesorius (CPU) iš esmės atlieka skaičiavimo darbų programas. Tačiau šiuolaikiniai procesoriai siūlo tokias funkcijas kaip įvairūs šerdys ir hiper-sriegimas. Kai kurie kompiuteriai netgi naudoja kelis procesorius. Mes esame čia, kad padėtų išsiaiškinti viską.

Centrinio procesoriaus laikrodžio greitis buvo pakankamas lyginant našumą. Viskas nebėra tokia paprasta. CPU, kuris siūlo kelis šerdelius arba hiper-sriegius, gali atlikti gerokai geresnį nei vieno branduolio procesorius, kurio greitis nėra toks pat, kaip ir hiper-sriegimas. Ir kompiuteriai su keliais procesoriais gali turėti dar didesnį pranašumą. Visos šios funkcijos sukurtos taip, kad kompiuteriai galėtų lengviau paleisti kelis procesus tuo pačiu metu, didindami našumą, kai atliekami daugiafunkciniai arba galingų programų, pvz., Vaizdo koderių ir šiuolaikinių žaidimų, reikalavimai. Taigi, pažvelkime į kiekvieną iš šių savybių ir ką jie jums gali reikšti.

„Hyper-Threading“

„Hyper-threading“ buvo pirmasis „Intel“ bandymas lygiagrečiai apskaičiuoti vartotojų kompiuterius. Jis debiutavo darbalaukio procesoriuose su „Pentium 4 HT“. 2002 m. „Pentium 4“ buvo tik vienas procesoriaus branduolys, todėl jis galėjo atlikti tik vieną užduotį vienu metu, net jei jis galėjo persijungti tarp užduočių pakankamai greitai kad jis atrodė daugiafunkcinis. Hyper-threading bandė tai kompensuoti.

Vienas fizinis CPU branduolys su hiper-sriegiu yra operacinei sistemai du loginiai procesoriai. CPU vis dar yra vienas procesorius, todėl tai šiek tiek apgauti. Nors operacinė sistema mato du procesorius kiekvienam branduoliui, faktinė CPU aparatūra turi tik vieną vykdymo išteklių rinkinį kiekvienai šerdei. CPU apsimeta, kad turi daugiau šerdies nei ji, ir naudoja savo logiką, kad pagreitintų programos vykdymą. Kitaip tariant, operacinė sistema yra apgaubta matant du CPU kiekvienam faktiniam CPU branduoliui.

„Hyper-threading“ leidžia dviem loginėms CPU šerdims dalytis fiziniais vykdymo ištekliais. Tai gali pagreitinti dalykus, jei vienas virtualus CPU yra sustabdytas ir laukia, kitas virtualus procesorius gali pasiskolinti vykdymo išteklius. „Hyper-threading“ gali padėti pagreitinti jūsų sistemą, tačiau tai nėra beveik tokia pat gera, kaip ir papildomi šerdys.

Laimei, „hiper-sriegimas“ dabar yra „premija“. Dviejų branduolių procesorius su hiper-sriegiu yra jūsų operacinės sistemos keturi šerdys, o jūsų keturių branduolių procesorius su hiper-sriegiu - aštuoni branduoliai. „Hyper-threading“ nepakeičia papildomų branduolių, tačiau dviejų branduolių procesorius, turintis hiper-sriegį, turėtų veikti geriau nei dvigubo branduolio procesorius be hiper-sriegimo.

Keli šerdys

Iš pradžių CPU turėjo vieną šerdį. Tai reiškė, kad fizinis CPU turėjo vieną centrinį procesorių. Norėdami padidinti našumą, gamintojai prideda papildomų „branduolių“ arba centrinių procesorių. Dviejų branduolių procesoriuje yra du centriniai procesoriai, todėl operacinei sistemai atrodo du procesoriai. Pavyzdžiui, CPU su dviem šerdimis vienu metu gali paleisti du skirtingus procesus. Tai pagreitina jūsų sistemą, nes kompiuteris vienu metu gali atlikti kelis dalykus.

Skirtingai nei hiper-sriegimas, čia nėra triukų - dviejų branduolių CPU pažodžiui turi du centrinius procesoriaus procesorius procesoriaus lustui. Keturių branduolių procesorius turi keturis centrinius procesorius, aštuonių branduolių procesoriuje yra aštuoni centriniai procesoriai ir pan.

Tai padeda žymiai pagerinti našumą, išlaikant mažą fizinį procesoriaus vienetą, kad jis atitiktų vieną lizdą. Turi būti tik vienas CPU lizdas su vienu CPU įrenginiu, įterptu į jį ne keturias skirtingas CPU lizdas su keturiais skirtingais procesoriais, kurių kiekvienas turi savo maitinimą, aušinimą ir kitą aparatūrą. Yra mažiau latentinio laiko, nes šerdys gali greičiau bendrauti, nes jie visi yra tame pačiame luste.

„Windows“ užduočių tvarkyklė tai rodo gana gerai. Pvz., Galite matyti, kad ši sistema turi vieną faktinį procesorių (lizdą) ir keturis šerdis. „Hyperthreading“ operacinėje sistemoje kiekvienas branduolys atrodo kaip du procesoriai, todėl jame yra 8 loginiai procesoriai.

Keli procesoriai

Dauguma kompiuterių turi tik vieną procesorių. Šis vienas CPU gali turėti daug branduolių arba hiper-sriegimo technologiją, tačiau vis dar yra tik vienas fizinis procesoriaus vienetas, įdėtas į vieną procesoriaus lizdą pagrindinėje plokštėje.

Prieš atsiradus „Hyper-threading“ ir kelių branduolių procesoriams, žmonės bandė pridėti papildomą apdorojimo galią kompiuteriams pridedant papildomus procesorius. Tam reikia pagrindinės plokštės su keliais procesoriaus lizdais. Pagrindinei plokštei taip pat reikia papildomos aparatūros, kad prijungtų tuos CPU lizdus su RAM ir kitais ištekliais. Tokios sąrankos metu yra daug pridėtinių. Yra papildomas latentinis laikas, jei CPU turi bendrauti tarpusavyje, sistemos su keliais procesoriais suvartoja daugiau energijos, o pagrindinei plokštei reikia daugiau lizdų ir aparatūros.

Sistemos su keliais procesoriais šiandien nėra labai paplitusios namų vartotojams. Net didelės galios žaidimų darbalaukyje, kuriame yra kelios grafikos plokštės, paprastai bus tik vienas procesorius. Superkompiuterių, serverių ir panašių aukšto lygio sistemų, kuriose reikia tiek daug trupinimo galios, kaip ir gauti, rasite kelias CPU sistemas..

Kuo daugiau procesorių ar branduolių yra kompiuteryje, tuo daugiau dalykų ji gali iš karto atlikti, padedanti pagerinti daugumos užduočių atlikimą. Daugumoje kompiuterių dabar yra CPU su keliais šerdimis - efektyviausias variantas, kurį aptarėme. Jūs netgi rasite CPU su keliais šerdimis šiuolaikiniuose smartfonuose ir planšetiniuose kompiuteriuose. „Intel“ procesoriuose taip pat yra hiper-sriegimas, kuris yra natūra. Kai kurie kompiuteriai, kuriems reikia daug procesoriaus galios, gali turėti kelis procesorius, tačiau tai daug mažiau efektyvi, nei atrodo.

Vaizdo kreditas: „lungstruck“ „Flickr“, „Mike Babcock“ dėl „Flickr“, „DeclanTM“ „Flickr“