Основы ЦП Объяснение нескольких ЦП, ядер и гиперпоточности

Центральный процессор (ЦП) на вашем компьютере, в основном, выполняет вычислительные программы. Но современные процессоры предлагают такие функции, как многоядерность и гиперпоточность. Некоторые ПК даже используют несколько процессоров. Мы здесь, чтобы помочь разобраться во всем.

При сравнении производительности тактовая частота процессора была достаточной. Все уже не так просто. Процессор, который предлагает несколько ядер или гиперпоточность, может работать значительно лучше, чем одноядерный процессор с той же скоростью, которая не поддерживает гиперпоточность. А ПК с несколькими процессорами может иметь еще большее преимущество. Все эти функции предназначены для того, чтобы позволить ПК более легко запускать несколько процессов одновременно, повышая производительность при многозадачности или в соответствии с требованиями мощных приложений, таких как видеокодеры и современные игры. Итак, давайте посмотрим на каждую из этих функций и что они могут значить для вас.

Гиперпоточность

Гиперпоточность была первой попыткой Intel обеспечить параллельные вычисления на потребительских ПК. Он дебютировал на настольных процессорах с Pentium 4 HT еще в 2002 году. В Pentium 4 того времени было только одно ядро ​​процессора, поэтому он мог действительно выполнять только одну задачу за раз, даже если он мог достаточно быстро переключаться между задачами. что это казалось многозадачностью. Hyper-threading попытался восполнить это.

Одно физическое ядро ​​ЦП с гиперпоточностью выглядит как два логических ЦП для операционной системы. Процессор все еще один процессор, так что это немного обмануть. В то время как операционная система видит два ЦП для каждого ядра, на самом оборудовании ЦП имеется только один набор ресурсов выполнения для каждого ядра. Процессор делает вид, что у него больше ядер, чем у него, и использует собственную логику для ускорения выполнения программы. Другими словами, операционная система обманута, чтобы увидеть два процессора для каждого фактического ядра процессора.

Гиперпоточность позволяет двум логическим ядрам ЦП совместно использовать физические ресурсы выполнения. Это может несколько ускорить процесс - если один виртуальный ЦП остановлен и ожидает, другой виртуальный ЦП может заимствовать свои исполнительные ресурсы. Гиперпоточность может помочь ускорить вашу систему, но это далеко не так хорошо, как наличие дополнительных ядер..

К счастью, гиперпоточность теперь является «бонусом». В то время как оригинальные потребительские процессоры с гиперпоточностью имели только одно ядро, которое маскировалось под несколько ядер, современные процессоры Intel теперь имеют как многоядерные, так и технологию гиперпоточности. Ваш двухъядерный процессор с гиперпоточностью выглядит как четыре ядра вашей операционной системы, а четырехъядерный процессор с гиперпоточностью - восемь ядер. Гиперпоточность не заменяет дополнительных ядер, но двухъядерный ЦП с гиперпоточностью должен работать лучше, чем двухъядерный ЦП без гиперпоточности..

Несколько ядер

Первоначально процессоры имели одно ядро. Это означало, что на физическом процессоре был один центральный процессор. Чтобы повысить производительность, производители добавляют дополнительные «ядра» или центральные процессоры. Двухъядерный процессор имеет два центральных процессора, поэтому он представляется операционной системе как два процессора. Например, процессор с двумя ядрами может запускать два разных процесса одновременно. Это ускоряет вашу систему, потому что ваш компьютер может делать несколько вещей одновременно.

В отличие от гиперпоточности, здесь нет хитростей - двухъядерный ЦП буквально имеет два центральных процессора на чипе ЦП. Четырехъядерный процессор имеет четыре центральных процессора, восьмиъядерный процессор имеет восемь центральных процессоров и т. Д..

Это помогает значительно повысить производительность, сохраняя при этом небольшой размер физического ЦП, поэтому он помещается в один разъем. Должен быть только один сокет ЦП с одним модулем ЦП, вставленный в него, а не четыре разных сокета ЦП с четырьмя разными ЦП, каждый из которых требует собственного питания, охлаждения и другого оборудования. Там меньше задержки, потому что ядра могут общаться быстрее, так как они все на одном чипе.

Диспетчер задач Windows показывает это довольно хорошо. Здесь, например, вы можете видеть, что эта система имеет один фактический процессор (сокет) и четыре ядра. Гиперпоточность делает каждое ядро ​​похожим на два процессора для операционной системы, поэтому он показывает 8 логических процессоров.

Несколько процессоров

Большинство компьютеров имеют только один процессор. Этот один ЦП может иметь несколько ядер или технологию гиперпоточности, но это все еще только один физический ЦП, вставленный в один разъем ЦП на материнской плате..

До появления многопоточных и многоядерных процессоров люди пытались добавить дополнительную вычислительную мощность компьютерам, добавив дополнительные процессоры. Для этого требуется материнская плата с несколькими разъемами процессора. Материнская плата также нуждается в дополнительном оборудовании для подключения этих процессорных разъемов к ОЗУ и другим ресурсам. В такой настройке много накладных расходов. Существует дополнительная задержка, если процессоры должны взаимодействовать друг с другом, системы с несколькими процессорами потребляют больше энергии, а материнской плате требуется больше разъемов и оборудования..

Системы с несколькими ЦП сегодня не очень распространены среди ПК для домашних пользователей. Даже мощный настольный компьютер с несколькими видеокартами, как правило, будет иметь только один процессор. Среди суперкомпьютеров, серверов и аналогичных высокопроизводительных систем вы найдете системы с несколькими ЦП, которым требуется как можно большая вычислительная мощность..

Чем больше процессоров или ядер у компьютера, тем больше возможностей он может выполнять за один раз, что помогает повысить производительность при выполнении большинства задач. На большинстве компьютеров теперь есть процессоры с несколькими ядрами - наиболее эффективный вариант, который мы обсуждали. Вы даже найдете процессоры с несколькими ядрами на современных смартфонах и планшетах. Процессоры Intel также поддерживают технологию Hyper-Threading, что является своего рода бонусом. Некоторые компьютеры, которым требуется большая мощность процессора, могут иметь несколько процессоров, но это гораздо менее эффективно, чем кажется.

Изображение предоставлено: Lungstruck на Flickr, Майк Бэбкок на Flickr, DeclanTM на Flickr