Τον αγώνα για πρόσθετες επιδόσεις στην αγορά επεξεργαστών μπορούν να κερδίσουν μόνο εκείνοι οι κατασκευαστές που, με βάση τις τρέχουσες τεχνολογίες παραγωγής, μπορούν να παρέχουν μια λογική ισορροπία μεταξύ της ταχύτητας ρολογιού και του αριθμού των πυρήνων επεξεργασίας. Χάρη στη μετάβαση σε τεχνικές διαδικασίες 90 και 65 nm, κατέστη δυνατή η δημιουργία επεξεργαστών με μεγάλο αριθμό πυρήνων. Σε μεγάλο βαθμό, αυτό οφειλόταν στις νέες δυνατότητες προσαρμογής της απαγωγής θερμότητας και των μεγεθών του πυρήνα, γι' αυτό σήμερα βλέπουμε την εμφάνιση ενός αυξανόμενου αριθμού τετραπύρηνων επεξεργαστών. Τι γίνεται όμως με το λογισμικό; Πόσο καλά κλιμακώνεται από έναν σε δύο ή τέσσερις πυρήνες;

Σε έναν ιδανικό κόσμο, τα προγράμματα που είναι βελτιστοποιημένα για πολλαπλές νήματα επιτρέπουν στο λειτουργικό σύστημα να διανέμει πολλαπλά νήματα στους διαθέσιμους πυρήνες επεξεργασίας, είτε πρόκειται για έναν μόνο επεξεργαστή είτε για πολλαπλούς επεξεργαστές, ενός πυρήνα ή πολλαπλών πυρήνων. Η προσθήκη νέων πυρήνων επιτρέπει μεγαλύτερα κέρδη απόδοσης από οποιαδήποτε αύξηση στην ταχύτητα του ρολογιού. Αυτό είναι πραγματικά λογικό: περισσότεροι εργαζόμενοι σχεδόν πάντα θα ολοκληρώσουν μια εργασία γρηγορότερα από λιγότεροι, πιο γρήγοροι εργαζόμενοι.

Αλλά έχει νόημα να εξοπλίσουμε επεξεργαστές με τέσσερις ή και περισσότερους πυρήνες; Υπάρχει αρκετή δουλειά για να φορτωθούν τέσσερις ή περισσότεροι πυρήνες; Μην ξεχνάτε ότι είναι πολύ δύσκολο να κατανεμηθεί η εργασία μεταξύ των πυρήνων, έτσι ώστε οι φυσικές διεπαφές όπως το HyperTransport (AMD) ή το Front Side Bus (Intel) να μην γίνονται εμπόδιο. Υπάρχει μια τρίτη επιλογή: ο μηχανισμός που κατανέμει το φορτίο μεταξύ των πυρήνων, δηλαδή ο διαχειριστής του λειτουργικού συστήματος, μπορεί επίσης να γίνει συμφόρηση.

Η μετάβαση της AMD από έναν σε διπλό πυρήνα ήταν σχεδόν άψογη, καθώς η εταιρεία δεν αύξησε το θερμικό περίβλημα σε ακραία επίπεδα, όπως έκανε με τους επεξεργαστές Intel Pentium 4. Επομένως, οι επεξεργαστές Athlon 64 X2 ήταν ακριβοί, αλλά αρκετά λογικοί, και ο Pentium Η γραμμή D 800 ήταν διάσημη για την καυτή δουλειά της. Αλλά οι επεξεργαστές 65 nm της Intel και, ειδικότερα, η σειρά Core 2 άλλαξαν την εικόνα. Η Intel κατάφερε να συνδυάσει δύο επεξεργαστές Core 2 Duo σε ένα πακέτο, σε αντίθεση με την AMD, με αποτέλεσμα τον σύγχρονο Core 2 Quad. Η AMD υπόσχεται να κυκλοφορήσει τους δικούς της τετραπύρηνους επεξεργαστές Phenom X4 μέχρι το τέλος του τρέχοντος έτους.

Στο άρθρο μας θα δούμε τη διαμόρφωση Core 2 Duo με τέσσερις πυρήνες, δύο πυρήνες και έναν πυρήνα. Και ας δούμε πόσο καλά κλιμακώνεται η απόδοση. Αξίζει να μεταβείτε σε τέσσερις πυρήνες σήμερα;

Ένας πυρήνας

Ο όρος "μονόπυρηνα" αναφέρεται σε έναν επεξεργαστή που έχει έναν υπολογιστικό πυρήνα. Αυτό περιλαμβάνει σχεδόν όλους τους επεξεργαστές από την αρχή της αρχιτεκτονικής 8086 έως τους Athlon 64 και Intel Pentium 4. Μέχρι που η διαδικασία κατασκευής έγινε αρκετά λεπτή ώστε να δημιουργηθούν δύο πυρήνες υπολογιστών σε ένα μόνο τσιπ, η μετάβαση σε μια μικρότερη τεχνολογία διεργασίας χρησιμοποιήθηκε για τη μείωση τάση λειτουργίας, αυξήστε τις ταχύτητες ρολογιού ή προσθέστε λειτουργικά μπλοκ και μνήμη cache.

Η εκτέλεση ενός επεξεργαστή μονού πυρήνα σε υψηλές ταχύτητες ρολογιού μπορεί να προσφέρει καλύτερη απόδοση για μια μεμονωμένη εφαρμογή, αλλά ένας τέτοιος επεξεργαστής μπορεί να εκτελέσει μόνο ένα πρόγραμμα (νήμα) κάθε φορά. Η Intel έχει εφαρμόσει την αρχή Hyper-Threading, η οποία μιμείται την παρουσία πολλαπλών πυρήνων για το λειτουργικό σύστημα. Η τεχνολογία HT κατέστησε δυνατή την καλύτερη φόρτωση των μεγάλων αγωγών των επεξεργαστών Pentium 4 και Pentium D Φυσικά, η αύξηση της απόδοσης ήταν μικρή, αλλά η απόκριση του συστήματος ήταν σίγουρα καλύτερη. Και σε ένα περιβάλλον πολλαπλών εργασιών, αυτό μπορεί να είναι ακόμη πιο σημαντικό, καθώς μπορείτε να κάνετε κάποια εργασία ενώ ο υπολογιστής σας εργάζεται σε μια συγκεκριμένη εργασία.

Δεδομένου ότι οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα είναι τόσο φθηνοί αυτές τις μέρες, δεν συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε επεξεργαστές μονού πυρήνα, εκτός εάν θέλετε να εξοικονομήσετε κάθε δεκάρα.

Ο επεξεργαστής Core 2 Extreme X6800 ήταν ο ταχύτερος στη σειρά Intel Core 2 τη στιγμή της κυκλοφορίας του, λειτουργώντας στα 2,93 GHz. Σήμερα, οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα έχουν φτάσει τα 3,0 GHz, αν και σε υψηλότερη συχνότητα διαύλου FSB1333.

Η αναβάθμιση σε δύο πυρήνες επεξεργαστή σημαίνει διπλάσια επεξεργαστική ισχύ, αλλά μόνο σε εφαρμογές που έχουν βελτιστοποιηθεί για πολλαπλές νήματα. Συνήθως, τέτοιες εφαρμογές περιλαμβάνουν επαγγελματικά προγράμματα που απαιτούν υψηλή επεξεργαστική ισχύ. Ωστόσο, ένας επεξεργαστής διπλού πυρήνα εξακολουθεί να έχει νόημα, ακόμα κι αν χρησιμοποιείτε τον υπολογιστή σας μόνο για email, περιήγηση στο web και εργασίες γραφείου. Από τη μία πλευρά, τα σύγχρονα μοντέλα επεξεργαστών διπλού πυρήνα δεν καταναλώνουν πολύ περισσότερη ενέργεια από τα μοντέλα ενός πυρήνα. Από την άλλη πλευρά, ο δεύτερος πυρήνας υπολογιστών όχι μόνο προσθέτει επιδόσεις, αλλά βελτιώνει και την απόκριση του συστήματος.

Περιμένατε ποτέ το WinRAR ή το WinZIP να ολοκληρώσει τη συμπίεση των αρχείων; Σε ένα μηχάνημα ενός πυρήνα, είναι απίθανο να μπορείτε να κάνετε γρήγορη εναλλαγή μεταξύ των παραθύρων. Ακόμη και η αναπαραγωγή DVD μπορεί να επιβαρύνει έναν πυρήνα όσο μια πολύπλοκη εργασία. Ο επεξεργαστής διπλού πυρήνα διευκολύνει την ταυτόχρονη εκτέλεση πολλών εφαρμογών.

Οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα της AMD περιέχουν δύο πλήρεις πυρήνες με κρυφή μνήμη, έναν ενσωματωμένο ελεγκτή μνήμης και μια διασύνδεση που παρέχει κοινή πρόσβαση στη μνήμη και τη διεπαφή HyperTransport. Η Intel ακολούθησε μια διαδρομή παρόμοια με την πρώτη Pentium D, εγκαθιστώντας δύο πυρήνες Pentium 4 στον φυσικό επεξεργαστή Δεδομένου ότι ο ελεγκτής μνήμης είναι μέρος του chipset, ο δίαυλος συστήματος πρέπει να χρησιμοποιηθεί τόσο για την επικοινωνία μεταξύ των πυρήνων όσο και για την πρόσβαση στη μνήμη. επιβάλλει ορισμένους περιορισμούς στην απόδοση. Ο επεξεργαστής Core 2 Duo διαθέτει πιο προηγμένους πυρήνες που προσφέρουν καλύτερη απόδοση ανά ρολόι και καλύτερη απόδοση ανά watt. Οι δύο πυρήνες μοιράζονται μια κοινή κρυφή μνήμη L2, η οποία επιτρέπει την ανταλλαγή δεδομένων χωρίς τη χρήση του διαύλου συστήματος.

Ο επεξεργαστής Core 2 Quad Q6700 τρέχει στα 2,66 GHz, χρησιμοποιώντας δύο πυρήνες Core 2 Duo στο εσωτερικό του.

Αν σήμερα υπάρχουν πολλοί λόγοι για να μεταβείτε σε επεξεργαστές διπλού πυρήνα, τότε τέσσερις πυρήνες δεν φαίνονται ακόμη τόσο πειστικοί. Ένας λόγος είναι η περιορισμένη βελτιστοποίηση προγραμμάτων για πολλαπλά νήματα, αλλά υπάρχουν και ορισμένα αρχιτεκτονικά προβλήματα. Αν και η AMD επικρίνει σήμερα την Intel για τη συσκευασία δύο διπλών πυρήνων σε έναν επεξεργαστή, θεωρώντας ότι δεν είναι μια «αληθινή» τετραπύρηνη CPU, η προσέγγιση της Intel λειτουργεί καλά επειδή οι επεξεργαστές στην πραγματικότητα προσφέρουν απόδοση τετραπλού πυρήνα. Από κατασκευαστική άποψη, είναι ευκολότερο να έχετε υψηλές αποδόσεις μήτρας και να παράγετε περισσότερα προϊόντα με μικρούς πυρήνες που μπορούν στη συνέχεια να ενωθούν για να δημιουργήσετε ένα νέο, πιο ισχυρό προϊόν σε μια νέα διαδικασία. Όσον αφορά την απόδοση, υπάρχουν σημεία συμφόρησης - δύο κρύσταλλοι επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω του διαύλου συστήματος, επομένως είναι πολύ δύσκολο να διαχειριστείτε πολλαπλούς πυρήνες κατανεμημένους σε πολλούς κρυστάλλους. Αν και η ύπαρξη πολλαπλών μήλων επιτρέπει καλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας και προσαρμογή των συχνοτήτων των μεμονωμένων πυρήνων ώστε να ταιριάζουν στις ανάγκες της εφαρμογής.

Οι πραγματικοί τετραπύρηνες επεξεργαστές χρησιμοποιούν τέσσερις πυρήνες, οι οποίοι, μαζί με την προσωρινή μνήμη, βρίσκονται σε ένα μόνο τσιπ. Αυτό που είναι σημαντικό εδώ είναι η παρουσία μιας κοινής ενοποιημένης κρυφής μνήμης. Η AMD θα εφαρμόσει αυτήν την προσέγγιση εξοπλίζοντας 512 KB μνήμης cache L2 σε κάθε πυρήνα και προσθέτοντας προσωρινή μνήμη L3 σε όλους τους πυρήνες. Το πλεονέκτημα της AMD είναι ότι θα είναι δυνατό να απενεργοποιήσετε ορισμένους πυρήνες και να επιταχύνετε άλλους για να έχετε καλύτερη απόδοση για εφαρμογές με ένα νήμα. Η Intel θα ακολουθήσει τον ίδιο δρόμο, αλλά όχι πριν από την εισαγωγή της αρχιτεκτονικής Nehalem το 2008.

Τα βοηθητικά προγράμματα εμφάνισης πληροφοριών συστήματος, όπως το CPU-Z, σας επιτρέπουν να μάθετε τον αριθμό των πυρήνων και τα μεγέθη της προσωρινής μνήμης, αλλά όχι τη διάταξη του επεξεργαστή. Δεν θα ξέρετε ότι το Core 2 Quad (ή το τετραπύρηνο Extreme Edition που φαίνεται στο στιγμιότυπο οθόνης) αποτελείται από δύο πυρήνες.

Ποιο είναι το πλεονέκτημα των επεξεργαστών διπλού πυρήνα;

Κατά την αγορά ενός φορητού υπολογιστή, πιθανότατα παρατηρήσατε ότι μερικά από αυτά έχουν ετικέτες: "Intel Core 2 Duo" ή "AMD Turion 64 x2". Αυτές οι ετικέτες δείχνουν ότι οι φορητοί υπολογιστές είναι κατασκευασμένοι με τεχνολογία επεξεργασίας διπλού πυρήνα.

Επεξεργαστές διπλού πυρήνα

Οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα αναφέρονται σε έναν τύπο συστήματος που αποτελείται από δύο ανεξάρτητους πυρήνες επεξεργαστή συνδυασμένους σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC) ή, όπως λένε οι επαγγελματίες, σε ένα ενιαίο τσιπ. Τέτοια συστήματα συνδυάζουν δύο πυρήνες σε έναν επεξεργαστή. Παρόμοια τεχνολογία εφαρμόστηκε για πρώτη φορά στον προσωπικό υπολογιστή και την οικιακή κονσόλα παιχνιδιών, αλλά γρήγορα προσαρμόστηκε στο περιβάλλον φορητών υπολογιστών. Η AMD και η Intel έχουν φορητούς υπολογιστές με παρόμοια τεχνολογία.

Οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα έχουν διαφορετική δομή από τους επεξεργαστές διπλού πυρήνα. Αναφέρονται σε ένα σύστημα όπου δύο επεξεργαστές συνδυάζονται σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα. Οι επεξεργαστές διπλού μονού πυρήνα, με τη σειρά τους, αναφέρονται σε ένα σύστημα όπου δύο ανεξάρτητοι επεξεργαστές (ο καθένας με τη δική του μήτρα) συνδέονται απευθείας στη μητρική πλακέτα.

Καθένας από τους επεξεργαστές σε ένα σύστημα διπλού πυρήνα έχει μια προσωρινή μνήμη στο τσιπ (πρωτεύουσα κρυφή μνήμη), η οποία τους δίνει την εγγενή δυνατότητα γρήγορης και αποτελεσματικής ανάκτησης και επεξεργασίας εντολών που χρησιμοποιούνται συχνά. Επιπλέον, το ίδιο ολοκληρωμένο κύκλωμα φιλοξενεί την κρυφή μνήμη L2. Η δευτερεύουσα κρυφή μνήμη στο chipset της Intel Core 2 μοιράζεται μεταξύ δύο επεξεργαστών στο Turion AMD 64x2, καθένας από τους δύο επεξεργαστές έχει ειδική μνήμη cache - 512 KB ανά πυρήνα το πρωτογενές δεν είναι αρκετό.

Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας διπλού πυρήνα

Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα τέτοιων επεξεργαστών είναι η ταχύτητα και η αποτελεσματικότητα. Η επεξεργασία εντολών και η ανάκτηση δεδομένων πραγματοποιούνται από δύο επεξεργαστές. Έτσι, επιτυγχάνεται μεγαλύτερη απόδοση χωρίς θέρμανση των επεξεργαστών. Το γεγονός ότι αυτοί οι δύο επεξεργαστές έχουν τη δική τους εύκολα προσβάσιμη κύρια κρυφή μνήμη εξασφαλίζει επίσης γρήγορη απόδοση. Επιπλέον, ειδικά στην περίπτωση του Intel Core 2 Duo, όπου η δευτερεύουσα κρυφή μνήμη είναι χωρισμένη, ολόκληρη η δευτερεύουσα κρυφή μνήμη μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον έναν ή και από τους δύο επεξεργαστές ταυτόχρονα, εάν παραστεί ανάγκη.

Με λίγα λόγια, ένας φορητός υπολογιστής με επεξεργαστή διπλού πυρήνα λειτουργεί πιο γρήγορα, λειτουργεί πιο δροσερά και έχει καλύτερες δυνατότητες πολλαπλών εργασιών. Οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια από τους επεξεργαστές διπλού πυρήνα.

Ένα άλλο πλεονέκτημα της χρήσης επεξεργαστών διπλού πυρήνα σε φορητούς υπολογιστές είναι το μικρότερο βάρος και το μέγεθός τους, καθιστώντας τον φορητό υπολογιστή πιο βολικό, ενώ παρέχει απόδοση παρόμοια με τον υπολογιστή.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι με παλαιότερα προγράμματα, εάν εκτελείτε μόνο ένα πρόγραμμα κάθε φορά, δεν θα έχετε κανένα όφελος από επεξεργαστές διπλού πυρήνα. Τα παλαιότερα προγράμματα δεν σχεδιάστηκαν για αυτήν την τεχνολογία, επομένως μπορούν να χρησιμοποιούν μόνο έναν πυρήνα. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση, το πλεονέκτημα του multitasking παραμένει. Εάν έχετε πολλά προγράμματα ανοιχτά ταυτόχρονα, ένας επεξεργαστής διπλού πυρήνα θα παρέχει ταχύτερη απόδοση από έναν επεξεργαστή ενός πυρήνα.

Όσο περνά ο καιρός, όλο και περισσότεροι προγραμματιστές λογισμικού δημιουργούν τα προγράμματά τους έχοντας κατά νου τους επεξεργαστές διπλού πυρήνα. Έτσι, οι χρήστες θα μπορούν να βιώσουν όλα τα οφέλη τέτοιων επεξεργαστών στο εγγύς μέλλον.

Αλλά με την κατάκτηση νέων κορυφών στους δείκτες συχνότητας, έγινε πιο δύσκολη η αύξησή του, καθώς αυτό επηρέασε την αύξηση του TDP των επεξεργαστών. Ως εκ τούτου, οι προγραμματιστές άρχισαν να αυξάνουν το πλάτος των επεξεργαστών, δηλαδή προσθέτοντας πυρήνες, και έτσι προέκυψε η έννοια του πολλαπλού πυρήνα.

Ακριβώς κυριολεκτικά πριν από 6-7 χρόνια, οι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων ήταν πρακτικά ανήκουστοι. Όχι, επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων από την ίδια εταιρεία IBM υπήρχαν στο παρελθόν, αλλά η εμφάνιση του πρώτου επεξεργαστή διπλού πυρήνα για επιτραπέζιους υπολογιστές, έγινε μόλις το 2005, και αυτός ο επεξεργαστής ονομαζόταν Pentium D. Επίσης, το 2005 κυκλοφόρησε ένα διπύρηνο Opteron της AMD, αλλά για συστήματα διακομιστών.

Σε αυτό το άρθρο, δεν θα εμβαθύνουμε σε ιστορικά γεγονότα λεπτομερώς, αλλά θα συζητήσουμε τους σύγχρονους επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων ως ένα από τα χαρακτηριστικά της CPU. Και το πιο σημαντικό, πρέπει να καταλάβουμε τι δίνει αυτός ο πολυπύρηνος από άποψη απόδοσης για τον επεξεργαστή και για εσάς και εμένα.

Αυξημένη απόδοση λόγω πολλαπλών πυρήνων

Η αρχή της αύξησης της απόδοσης του επεξεργαστή με τη χρήση πολλαπλών πυρήνων είναι να χωριστεί η εκτέλεση των νημάτων (διάφορες εργασίες) σε πολλούς πυρήνες. Συνοψίζοντας, μπορούμε να πούμε ότι σχεδόν κάθε διαδικασία που εκτελείται στο σύστημά σας έχει πολλαπλά νήματα.

Επιτρέψτε μου να κάνω μια κράτηση αμέσως ότι το λειτουργικό σύστημα μπορεί ουσιαστικά να δημιουργήσει πολλά νήματα για τον εαυτό του και να τα εκτελέσει όλα ταυτόχρονα, ακόμα κι αν ο επεξεργαστής είναι φυσικά μονοπύρηνος. Αυτή η αρχή εφαρμόζει την ίδια πολυεργασία των Windows (για παράδειγμα, ταυτόχρονη ακρόαση μουσικής και πληκτρολόγηση).

Ας πάρουμε ένα πρόγραμμα προστασίας από ιούς ως παράδειγμα. Το ένα νήμα θα σαρώνει τον υπολογιστή, το άλλο θα ενημερώνει τη βάση δεδομένων προστασίας από ιούς (έχουμε απλοποιήσει τα πάντα πολύ για να κατανοήσουμε τη γενική ιδέα).

Και ας δούμε τι θα συμβεί σε δύο διαφορετικές περιπτώσεις:

α) Μονόπυρηνος επεξεργαστής.Εφόσον έχουμε δύο νήματα που τρέχουν ταυτόχρονα, πρέπει να δημιουργήσουμε για τον χρήστη (οπτικά) αυτήν την ίδια ταυτόχρονη εκτέλεση. Το λειτουργικό σύστημα κάνει κάτι έξυπνο:υπάρχει ένας διακόπτης μεταξύ της εκτέλεσης αυτών των δύο νημάτων (αυτοί οι διακόπτες είναι στιγμιαίοι και ο χρόνος είναι σε χιλιοστά του δευτερολέπτου). Δηλαδή, το σύστημα "εκτέλεσε" λίγο την ενημέρωση, στη συνέχεια πέρασε απότομα στη σάρωση και μετά επέστρεψε στην ενημέρωση. Έτσι, για εσάς και για μένα, φαίνεται ότι εκτελούμε αυτές τις δύο εργασίες ταυτόχρονα. Τι χάνεται όμως; Φυσικά, επιδόσεις. Ας δούμε λοιπόν τη δεύτερη επιλογή.

β) Πολυπύρηνος επεξεργαστής.Σε αυτήν την περίπτωση, αυτός ο διακόπτης δεν θα συμβεί. Το σύστημα θα στείλει σαφώς κάθε νήμα σε έναν ξεχωριστό πυρήνα, ο οποίος ως αποτέλεσμα θα μας επιτρέψει να απαλλαγούμε από την εναλλαγή από νήμα σε νήμα που είναι επιζήμια για την απόδοση (ας εξιδανικεύσουμε την κατάσταση). Δύο νήματα εκτελούνται ταυτόχρονα, αυτή είναι η αρχή του πολλαπλού πυρήνα και του πολλαπλού νήματος. Τελικά, θα σαρώσουμε και θα ενημερώσουμε πολύ πιο γρήγορα σε έναν επεξεργαστή πολλαπλών πυρήνων παρά σε έναν επεξεργαστή ενός πυρήνα. Αλλά υπάρχει μια παγίδα - δεν υποστηρίζουν όλα τα προγράμματα πολλαπλούς πυρήνες. Δεν μπορεί να βελτιστοποιηθεί κάθε πρόγραμμα με αυτόν τον τρόπο. Και όλα συμβαίνουν μακριά από το να είναι τόσο ιδανικά όσο περιγράψαμε. Αλλά κάθε μέρα, οι προγραμματιστές δημιουργούν όλο και περισσότερα προγράμματα των οποίων ο κώδικας είναι τέλεια βελτιστοποιημένος για εκτέλεση σε επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων.

Χρειάζεστε επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων; Καθημερινός λόγος

Στο επιλογή επεξεργαστήγια έναν υπολογιστή (δηλαδή όταν σκέφτεστε τον αριθμό των πυρήνων), θα πρέπει να καθορίσετε τους κύριους τύπους εργασιών που θα εκτελέσει.

Για να βελτιώσετε τις γνώσεις σας στον τομέα του υλικού υπολογιστών, μπορείτε να διαβάσετε το σχετικό υλικό υποδοχές επεξεργαστή .

Οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα μπορούν να ονομαστούν το σημείο εκκίνησης, καθώς δεν υπάρχει λόγος να επιστρέψουμε σε λύσεις μονού πυρήνα. Αλλά οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα είναι διαφορετικοί. Αυτό μπορεί να μην είναι το "πιο πρόσφατο" Celeron, αλλά μπορεί να είναι ένα Core i3 στο Ivy Bridge, όπως το Sempron ή το Phenom II της AMD. Φυσικά, λόγω άλλων δεικτών, η απόδοσή τους θα είναι πολύ διαφορετική, επομένως πρέπει να εξετάσετε τα πάντα ολοκληρωμένα και να συγκρίνετε πολλαπλούς πυρήνες με άλλους χαρακτηριστικά επεξεργαστή.

Για παράδειγμα, το Core i3 στο Ivy Bridge διαθέτει τεχνολογία Hyper-Treading, η οποία σας επιτρέπει να επεξεργάζεστε 4 νήματα ταυτόχρονα (το λειτουργικό σύστημα βλέπει 4 λογικούς πυρήνες, αντί για 2 φυσικούς). Αλλά ο ίδιος Celeron δεν καυχιέται για αυτό.

Ας επιστρέψουμε όμως απευθείας στις σκέψεις σχετικά με τις απαιτούμενες εργασίες. Εάν ένας υπολογιστής χρειάζεται για εργασίες γραφείου και σερφάρισμα στο Διαδίκτυο, τότε ένας επεξεργαστής διπλού πυρήνα θα είναι αρκετός για αυτό.

Όσον αφορά την απόδοση του παιχνιδιού, τα περισσότερα παιχνίδια απαιτούν 4 πυρήνες ή περισσότερους για να είναι άνετα. Αλλά εδώ προκύπτει η ίδια σύλληψη: δεν έχουν όλα τα παιχνίδια βελτιστοποιημένο κώδικα για επεξεργαστές 4 πυρήνων, και εάν είναι βελτιστοποιημένοι, δεν είναι τόσο αποτελεσματικοί όσο θα θέλαμε. Αλλά, κατ 'αρχήν, για τα παιχνίδια τώρα η βέλτιστη λύση είναι ένας επεξεργαστής 4 πυρήνων.

Σήμερα, οι ίδιοι επεξεργαστές AMD 8 πυρήνων είναι περιττοί για παιχνίδια, ο αριθμός των πυρήνων είναι περιττός, αλλά η απόδοση δεν είναι στο ίδιο επίπεδο, αλλά έχουν άλλα πλεονεκτήματα. Αυτοί οι ίδιοι 8 πυρήνες θα βοηθήσουν πολύ σε εργασίες όπου απαιτείται ισχυρή εργασία με φόρτο εργασίας πολλαπλών νημάτων υψηλής ποιότητας. Αυτό περιλαμβάνει, για παράδειγμα, απόδοση βίντεο (υπολογισμό) ή υπολογισμό διακομιστή. Επομένως, τέτοιες εργασίες απαιτούν 6, 8 ή περισσότερους πυρήνες. Και σύντομα, τα παιχνίδια θα μπορούν να φορτώνουν αποτελεσματικά 8 ή περισσότερους πυρήνες, οπότε στο μέλλον όλα είναι πολύ ρόδινα.

Μην ξεχνάτε ότι υπάρχουν ακόμα πολλές εργασίες που δημιουργούν φορτίο μονού νήματος. Και αξίζει να αναρωτηθείτε: Χρειάζομαι αυτή τη μονάδα 8 πυρηνικών ή όχι;

Συνοψίζοντας, θα ήθελα να σημειώσω για άλλη μια φορά ότι τα πλεονεκτήματα των πολλαπλών πυρήνων εκδηλώνονται κατά τη διάρκεια «βαριάς» υπολογιστικής πολυνηματικής εργασίας. Και αν δεν παίζετε παιχνίδια με υψηλές απαιτήσεις και δεν κάνετε συγκεκριμένους τύπους εργασίας που απαιτούν καλή υπολογιστική ισχύ, τότε απλά δεν έχει νόημα να ξοδεύετε χρήματα σε ακριβούς επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων (

Κατά την αγορά ενός επεξεργαστή, πολλοί άνθρωποι προσπαθούν να επιλέξουν κάτι πιο cool, με αρκετούς πυρήνες και υψηλή ταχύτητα ρολογιού. Αλλά λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν τι επηρεάζει πραγματικά ο αριθμός των πυρήνων του επεξεργαστή. Γιατί, για παράδειγμα, ένας κανονικός και απλός επεξεργαστής διπλού πυρήνα μπορεί να είναι ταχύτερος από έναν τετραπύρηνο επεξεργαστή ή το ίδιο «ποσοστό» με 4 πυρήνες να είναι ταχύτερο από ένα «ποσοστό» με 8 πυρήνες. Αυτό είναι ένα αρκετά ενδιαφέρον θέμα που σίγουρα αξίζει να κατανοήσετε με περισσότερες λεπτομέρειες.

Εισαγωγή

Πριν αρχίσουμε να καταλαβαίνουμε τι επηρεάζει ο αριθμός των πυρήνων του επεξεργαστή, θα ήθελα να κάνω μια μικρή απόκλιση. Μόλις πριν από λίγα χρόνια, οι προγραμματιστές CPU ήταν βέβαιοι ότι οι τεχνολογίες κατασκευής, που αναπτύσσονται τόσο γρήγορα, θα τους επέτρεπαν να παράγουν "πέτρες" με ταχύτητες ρολογιού έως και 10 GHz, κάτι που θα επέτρεπε στους χρήστες να ξεχάσουν προβλήματα με κακή απόδοση. Ωστόσο, η επιτυχία δεν επιτεύχθηκε.

Ανεξάρτητα από το πώς εξελίχθηκε η τεχνολογική διαδικασία, τόσο η Intel όσο και η AMD αντιμετώπισαν αμιγώς φυσικούς περιορισμούς που απλώς δεν τους επέτρεπαν να παράγουν επεξεργαστές με συχνότητα ρολογιού έως και 10 GHz. Στη συνέχεια αποφασίστηκε να επικεντρωθεί όχι στις συχνότητες, αλλά στον αριθμό των πυρήνων. Έτσι, ένας νέος αγώνας άρχισε να παράγει πιο ισχυρούς και παραγωγικούς «κρυστάλλους» επεξεργαστή, ο οποίος συνεχίζεται μέχρι σήμερα, αλλά όχι τόσο ενεργά όσο αρχικά.

Επεξεργαστές Intel και AMD

Σήμερα, η Intel και η AMD είναι άμεσοι ανταγωνιστές στην αγορά των επεξεργαστών. Όσον αφορά τα έσοδα και τις πωλήσεις, οι Μπλε έχουν ένα σαφές πλεονέκτημα, αν και οι Κόκκινοι δυσκολεύονται να συμβαδίσουν τον τελευταίο καιρό. Και οι δύο εταιρείες έχουν μια καλή γκάμα έτοιμων λύσεων για όλες τις περιπτώσεις - από έναν απλό επεξεργαστή με 1-2 πυρήνες έως πραγματικά τέρατα με περισσότερους από 8 πυρήνες Συνήθως, τέτοιες «πέτρες» χρησιμοποιούνται σε ειδικούς «υπολογιστές» εργασίας στενή εστίαση.

Intel

Έτσι, σήμερα η Intel διαθέτει επιτυχημένους 5 τύπους επεξεργαστών: Celeron, Pentium και i7. Κάθε μία από αυτές τις «πέτρες» έχει διαφορετικό αριθμό πυρήνων και έχει σχεδιαστεί για διαφορετικές εργασίες. Για παράδειγμα, το Celeron έχει μόνο 2 πυρήνες και χρησιμοποιείται κυρίως σε υπολογιστές γραφείου και σπιτιού. Το Pentium, ή, όπως ονομάζεται επίσης, "κούτσουρο", χρησιμοποιείται επίσης στο σπίτι, αλλά έχει ήδη πολύ καλύτερη απόδοση, κυρίως λόγω της τεχνολογίας Hyper-Threading, η οποία "προσθέτει" δύο ακόμη εικονικούς πυρήνες στους φυσικούς δύο πυρήνες, οι οποίοι ονομάζονται νήματα . Έτσι, ένα "ποσοστό" διπλού πυρήνα λειτουργεί όπως ο πιο οικονομικός τετραπύρηνος επεξεργαστής, αν και αυτό δεν είναι απολύτως σωστό, αλλά αυτό είναι το κύριο σημείο.

Όσο για τη γραμμή Core, η κατάσταση είναι περίπου η ίδια. Το νεότερο μοντέλο με τον αριθμό 3 έχει 2 πυρήνες και 2 νήματα. Η παλαιότερη γραμμή - Core i5 - έχει ήδη πλήρεις 4 ή 6 πυρήνες, αλλά δεν διαθέτει τη λειτουργία Hyper-Threading και δεν έχει επιπλέον νήματα, εκτός από 4-6 τυπικά. Λοιπόν, το τελευταίο πράγμα - core i7 - αυτοί είναι επεξεργαστές κορυφαίας ποιότητας, οι οποίοι, κατά κανόνα, έχουν από 4 έως 6 πυρήνες και δύο φορές περισσότερα νήματα, δηλαδή, για παράδειγμα, 4 πυρήνες και 8 νήματα ή 6 πυρήνες και 12 νήματα .

AMD

Τώρα αξίζει να μιλήσουμε για την AMD. Η λίστα με τα "βότσαλα" αυτής της εταιρείας είναι τεράστια, δεν έχει νόημα να απαριθμήσουμε τα πάντα, καθώς τα περισσότερα μοντέλα είναι απλά ξεπερασμένα. Αξίζει ίσως να σημειωθεί η νέα γενιά, η οποία κατά μία έννοια «αντιγράφει» το Intel - Ryzen. Αυτή η σειρά περιέχει επίσης μοντέλα με αριθμούς 3, 5 και 7. Η κύρια διαφορά από τα «μπλε» του Ryzen είναι ότι το νεότερο μοντέλο παρέχει ήδη αμέσως 4 πυρήνες, ενώ το παλαιότερο δεν έχει 6, αλλά οκτώ. Επιπλέον, ο αριθμός των νημάτων αλλάζει. Ryzen 3 - 4 νήματα, Ryzen 5 - 8-12 (ανάλογα με τον αριθμό των πυρήνων - 4 ή 6) και Ryzen 7 - 16 νήματα.

Αξίζει να αναφέρουμε μια άλλη "κόκκινη" γραμμή - το FX, που εμφανίστηκε το 2012, και, στην πραγματικότητα, αυτή η πλατφόρμα θεωρείται ήδη ξεπερασμένη, αλλά χάρη στο γεγονός ότι τώρα όλο και περισσότερα προγράμματα και παιχνίδια αρχίζουν να υποστηρίζουν πολλαπλές νήματα, Η σειρά Vishera έχει κερδίσει και πάλι δημοτικότητα, η οποία, μαζί με τις χαμηλές τιμές, αυξάνεται μόνο.

Λοιπόν, όσον αφορά τις διαφωνίες σχετικά με τη συχνότητα του επεξεργαστή και τον αριθμό των πυρήνων, τότε, στην πραγματικότητα, είναι πιο σωστό να κοιτάξουμε προς το δεύτερο, καθώς όλοι έχουν αποφασίσει εδώ και πολύ καιρό για τις συχνότητες ρολογιού και ακόμη και τα κορυφαία μοντέλα της Intel λειτουργούν σε ονομαστική 2,7, 2,8, 3 GHz. Επιπλέον, η συχνότητα μπορεί πάντα να αυξηθεί χρησιμοποιώντας overclocking, αλλά στην περίπτωση ενός επεξεργαστή διπλού πυρήνα, αυτό δεν θα έχει μεγάλο αποτέλεσμα.

Πώς να μάθετε πόσους πυρήνες

Εάν κάποιος δεν ξέρει πώς να προσδιορίσει τον αριθμό των πυρήνων του επεξεργαστή, τότε αυτό μπορεί να γίνει εύκολα και απλά, ακόμη και χωρίς λήψη και εγκατάσταση ξεχωριστών ειδικών προγραμμάτων. Απλώς μεταβείτε στη "Διαχείριση Συσκευών" και κάντε κλικ στο μικρό βέλος δίπλα στο στοιχείο "Επεξεργαστές".

Μπορείτε να λάβετε πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με το ποιες τεχνολογίες υποστηρίζει η «πέτρα» σας, ποια είναι η συχνότητα ρολογιού της, ο αριθμός αναθεώρησής της και πολλά άλλα χρησιμοποιώντας ένα ειδικό και μικρό πρόγραμμα που ονομάζεται CPU-Z. Μπορείτε να το κατεβάσετε δωρεάν στον επίσημο ιστότοπο. Υπάρχει μια έκδοση που δεν απαιτεί εγκατάσταση.

Το πλεονέκτημα των δύο πυρήνων

Ποιο θα μπορούσε να είναι το πλεονέκτημα ενός επεξεργαστή διπλού πυρήνα; Υπάρχουν πολλά πράγματα, για παράδειγμα, σε παιχνίδια ή εφαρμογές, στην ανάπτυξη των οποίων η εργασία με ένα νήμα ήταν η κύρια προτεραιότητα. Πάρτε για παράδειγμα το παιχνίδι Wold of Tanks. Οι πιο συνηθισμένοι επεξεργαστές διπλού πυρήνα όπως ο Pentium ή ο Celeron θα παράγουν αρκετά αξιοπρεπή αποτελέσματα απόδοσης, ενώ κάποιοι FX από την AMD ή τον INTEL Core θα χρησιμοποιήσουν πολύ περισσότερες από τις δυνατότητές τους και το αποτέλεσμα θα είναι περίπου το ίδιο.

Όσο καλύτερα 4 πυρήνες

Πώς μπορεί 4 πυρήνες να είναι καλύτεροι από δύο; Καλύτερη απόδοση. Οι τετραπύρηνες "πέτρες" έχουν σχεδιαστεί για πιο σοβαρή εργασία, όπου απλά "κούτσουρα" ή "σελέρον" απλά δεν μπορούν να αντεπεξέλθουν. Ένα εξαιρετικό παράδειγμα εδώ θα ήταν οποιοδήποτε πρόγραμμα γραφικών 3D, όπως το 3Ds Max ή το Cinema4D.

Κατά τη διαδικασία απόδοσης, αυτά τα προγράμματα χρησιμοποιούν τους μέγιστους πόρους υπολογιστή, συμπεριλαμβανομένης της μνήμης RAM και του επεξεργαστή. Οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα θα είναι πολύ αργοί στον χρόνο επεξεργασίας της απόδοσης και όσο πιο περίπλοκη είναι η σκηνή, τόσο περισσότερος χρόνος θα διαρκέσει. Αλλά οι επεξεργαστές με τέσσερις πυρήνες θα αντιμετωπίσουν αυτό το έργο πολύ πιο γρήγορα, αφού επιπλέον νήματα θα έρθουν στη βοήθειά τους.

Φυσικά, μπορείτε να πάρετε κάποιο "protsik" προϋπολογισμού από την οικογένεια Core i3, για παράδειγμα, το μοντέλο 6100, αλλά 2 πυρήνες και 2 πρόσθετα νήματα θα εξακολουθούν να είναι κατώτερα από ένα πλήρες τετραπύρηνο.

6 και 8 πυρήνων

Λοιπόν, το τελευταίο τμήμα πολυπύρηνων είναι οι επεξεργαστές με έξι και οκτώ πυρήνες. Ο κύριος σκοπός τους, κατ 'αρχήν, είναι ακριβώς ο ίδιος με αυτόν της CPU παραπάνω, μόνο που χρειάζονται εκεί όπου τα συνηθισμένα "τεσσάρια" δεν μπορούν να αντεπεξέλθουν. Επιπλέον, πλήρεις εξειδικευμένοι υπολογιστές κατασκευάζονται με βάση "πέτρες" με 6 και 8 πυρήνες, οι οποίοι θα "προσαρμόζονται" για ορισμένες δραστηριότητες, για παράδειγμα, επεξεργασία βίντεο, προγράμματα μοντελοποίησης 3D, απόδοση έτοιμων βαριών σκηνών με μεγάλος αριθμός πολυγώνων και αντικειμένων κλπ. .δ.

Επιπλέον, τέτοιοι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων έχουν πολύ καλή απόδοση όταν εργάζονται με αρχειοθέτες ή σε εφαρμογές που απαιτούν καλές υπολογιστικές δυνατότητες. Σε παιχνίδια που είναι βελτιστοποιημένα για πολλαπλές νήματα, τέτοιοι επεξεργαστές δεν έχουν ίσο.

Τι επηρεάζει ο αριθμός των πυρήνων του επεξεργαστή;

Λοιπόν, τι άλλο μπορεί να επηρεάσει ο αριθμός των πυρήνων; Πρώτα απ 'όλα, να αυξηθεί η κατανάλωση ενέργειας. Ναι, όσο κι αν ακούγεται περίεργο, είναι αλήθεια. Δεν χρειάζεται να ανησυχείτε πάρα πολύ, γιατί στην καθημερινή ζωή αυτό το πρόβλημα, ας πούμε, δεν θα είναι αισθητό.

Το δεύτερο είναι η θέρμανση. Όσο περισσότεροι πυρήνες, τόσο καλύτερο χρειάζεται το σύστημα ψύξης. Ένα πρόγραμμα που ονομάζεται AIDA64 θα σας βοηθήσει να μετρήσετε τη θερμοκρασία του επεξεργαστή. Κατά την εκκίνηση, πρέπει να κάνετε κλικ στο "Υπολογιστής" και στη συνέχεια να επιλέξετε "Αισθητήρες". Πρέπει να παρακολουθείτε τη θερμοκρασία του επεξεργαστή, γιατί εάν υπερθερμαίνεται συνεχώς ή λειτουργεί σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, τότε μετά από κάποιο χρονικό διάστημα απλά θα καεί.

Οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα δεν είναι εξοικειωμένοι με αυτό το πρόβλημα, επειδή δεν έχουν πολύ υψηλή απόδοση και απαγωγή θερμότητας, αντίστοιχα, αλλά οι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων έχουν. Οι πιο καυτές πέτρες είναι αυτές της AMD, ειδικά της σειράς FX. Για παράδειγμα, πάρτε το μοντέλο FX-6300. Η θερμοκρασία του επεξεργαστή στο πρόγραμμα AIDA64 είναι περίπου 40 μοίρες και αυτή είναι σε κατάσταση αναμονής. Υπό φορτίο, ο αριθμός θα αυξηθεί και εάν συμβεί υπερθέρμανση, ο υπολογιστής θα απενεργοποιηθεί. Έτσι, όταν αγοράζετε έναν επεξεργαστή πολλαπλών πυρήνων, δεν πρέπει να ξεχνάτε το ψυγείο.

Τι άλλο επηρεάζει ο αριθμός των πυρήνων του επεξεργαστή; Για πολλαπλές εργασίες. Οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα δεν θα μπορούν να παρέχουν σταθερή απόδοση όταν εκτελούνται δύο, τρία ή περισσότερα προγράμματα ταυτόχρονα. Το απλούστερο παράδειγμα είναι οι streamers στο Διαδίκτυο. Εκτός από το γεγονός ότι παίζουν κάποιο παιχνίδι σε υψηλές ρυθμίσεις, εκτελούν ταυτόχρονα ένα πρόγραμμα που τους επιτρέπει να μεταδίδουν το παιχνίδι στο Διαδίκτυο, έχουν επίσης ένα πρόγραμμα περιήγησης στο Διαδίκτυο με πολλές ανοιχτές σελίδες, όπου ο παίκτης, κατά κανόνα, διαβάζει τα σχόλια των ατόμων που το παρακολουθούν και παρακολουθεί άλλες πληροφορίες. Ούτε καν κάθε επεξεργαστής πολλαπλών πυρήνων δεν μπορεί να προσφέρει τη σωστή σταθερότητα, για να μην αναφέρουμε τους επεξεργαστές διπλού και ενός πυρήνα.

Αξίζει επίσης να πούμε λίγα λόγια ότι οι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων έχουν ένα πολύ χρήσιμο πράγμα που ονομάζεται "cache L3". Αυτή η κρυφή μνήμη διαθέτει μια ορισμένη ποσότητα μνήμης στην οποία καταγράφονται συνεχώς διάφορες πληροφορίες σχετικά με προγράμματα που εκτελούνται, εκτελούμενες ενέργειες κ.λπ. Όλα αυτά χρειάζονται για να αυξηθεί η ταχύτητα του υπολογιστή και η απόδοσή του. Για παράδειγμα, εάν ένα άτομο χρησιμοποιεί συχνά το Photoshop, τότε αυτές οι πληροφορίες θα αποθηκευτούν στη μνήμη και ο χρόνος εκκίνησης και ανοίγματος του προγράμματος θα μειωθεί σημαντικά.

Ανακεφαλαίωση

Συνοψίζοντας τη συζήτηση σχετικά με το τι επηρεάζει ο αριθμός των πυρήνων του επεξεργαστή, μπορούμε να καταλήξουμε σε ένα απλό συμπέρασμα: εάν χρειάζεστε καλή απόδοση, ταχύτητα, πολλαπλές εργασίες, εργασία σε βαριές εφαρμογές, την ικανότητα να παίζετε άνετα σύγχρονα παιχνίδια κ.λπ., τότε η επιλογή σας είναι επεξεργαστή με τέσσερις ή περισσότερους πυρήνες. Εάν χρειάζεστε έναν απλό «υπολογιστή» για χρήση στο γραφείο ή στο σπίτι, ο οποίος θα χρησιμοποιείται στο ελάχιστο, τότε 2 πυρήνες είναι αυτό που χρειάζεστε. Σε κάθε περίπτωση, όταν επιλέγετε έναν επεξεργαστή, πρώτα απ 'όλα πρέπει να αναλύσετε όλες τις ανάγκες και τις εργασίες σας και μόνο μετά από αυτό να εξετάσετε τυχόν επιλογές.

Ανακαλύψαμε ένα δυσάρεστο πρόβλημα ορίου ρολογιού. Έχοντας φτάσει στο όριο των 3 GHz, οι προγραμματιστές αντιμετώπισαν σημαντική αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας και της απαγωγής θερμότητας των προϊόντων τους. Το επίπεδο τεχνολογίας το 2004 δεν επέτρεψε σημαντική μείωση του μεγέθους των τρανζίστορ σε ένα κρύσταλλο πυριτίου και η διέξοδος από αυτήν την κατάσταση ήταν μια προσπάθεια να μην αυξηθούν οι συχνότητες, αλλά να αυξηθεί ο αριθμός των λειτουργιών που εκτελούνται ανά κύκλο ρολογιού. Έχοντας υιοθετήσει την εμπειρία των πλατφορμών διακομιστών, όπου είχε ήδη δοκιμαστεί μια διάταξη πολλαπλών επεξεργαστών, αποφασίστηκε να συνδυαστούν δύο επεξεργαστές σε ένα τσιπ.

Έχει περάσει πολύς χρόνος από τότε οι CPU με δύο, τρεις, τέσσερις, έξι και ακόμη και οκτώ πυρήνες έχουν γίνει ευρέως διαθέσιμες. Αλλά το κύριο μερίδιο αγοράς εξακολουθεί να καταλαμβάνεται από μοντέλα 2 και 4 πυρήνων. Η AMD προσπαθεί να αλλάξει την κατάσταση, αλλά η αρχιτεκτονική της Bulldozer δεν ανταποκρίθηκε στις προσδοκίες και οι οκταπύρηνες επεξεργαστές προϋπολογισμού εξακολουθούν να μην είναι πολύ δημοφιλείς στον κόσμο. Επομένως το ερώτημα είναιποιο είναι καλύτερο: επεξεργαστής 2 ή 4 πυρήνων, παραμένει επίκαιρο.

Διαφορά μεταξύ επεξεργαστή 2 και 4 πυρήνων

Σε επίπεδο υλικούη κύρια διαφορά μεταξύ ενός επεξεργαστή 2 πυρήνων και ενός επεξεργαστή 4 πυρήνων– αριθμός λειτουργικών μπλοκ. Κάθε πυρήνας είναι ουσιαστικά μια ξεχωριστή CPU εξοπλισμένη με τους δικούς της υπολογιστικούς κόμβους. 2 ή 4 τέτοιες CPU διασυνδέονται με έναν εσωτερικό δίαυλο υψηλής ταχύτητας και έναν κοινό ελεγκτή μνήμης για αλληλεπίδραση με τη μνήμη RAM. Άλλες λειτουργικές μονάδες μπορεί επίσης να είναι κοινές: οι περισσότερες σύγχρονες CPU διαθέτουν ατομική μνήμη cache του πρώτου (L1) και του δεύτερου (L2) επιπέδου, μπλοκ υπολογισμών ακεραίων και λειτουργιών κινητής υποδιαστολής. Η κρυφή μνήμη L3, η οποία είναι σχετικά μεγάλη, είναι μία και προσβάσιμη σε όλους τους πυρήνες. Ξεχωριστά, μπορούμε να σημειώσουμε την ήδη αναφερθείσα AMD FX (καθώς και τις CPU της Athlon και τις APU της σειράς A): έχουν κοινό όχι μόνο μια μνήμη cache και έναν ελεγκτή, αλλά και μονάδες υπολογισμού κινητής υποδιαστολής: κάθε τέτοια μονάδα ανήκει ταυτόχρονα σε δύο πυρήνες.

Διάγραμμα τετραπύρηνων επεξεργαστών AMD Athlon

Από πλευράς χρήστηδιαφορά μεταξύ επεξεργαστή 2 και 4 πυρήνωνείναι ο αριθμός των εργασιών που μπορεί να επεξεργαστεί η CPU σε έναν κύκλο ρολογιού. Με την ίδια αρχιτεκτονική, η θεωρητική διαφορά θα είναι 2 φορές για 2 και 4 πυρήνες ή 4 φορές για 2 και 8 πυρήνες, αντίστοιχα. Έτσι, όταν πολλές διεργασίες εκτελούνται ταυτόχρονα, μια αύξηση του αριθμού θα πρέπει να συνεπάγεται αύξηση της απόδοσης του συστήματος. Εξάλλου, αντί για 2 λειτουργίες, μια τετραπύρηνη CPU θα μπορεί να εκτελεί τέσσερις ταυτόχρονα.

Τι εξηγεί τη δημοτικότητα των επεξεργαστών διπλού πυρήνα;

Φαίνεται ότι εάν η αύξηση του αριθμού των πυρήνων συνεπάγεται αύξηση της απόδοσης, τότε σε σύγκριση με μοντέλα με τέσσερις, έξι ή οκτώ πυρήνες, οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα δεν έχουν καμία πιθανότητα. Ωστόσο, ο παγκόσμιος ηγέτης στην αγορά των CPU, η Intel, ενημερώνει κάθε χρόνο τη γκάμα προϊόντων της και κυκλοφορεί νέα μοντέλα με μόνο δύο πυρήνες (Core i3, Celeron, Pentium). Και αυτό με φόντο το γεγονός ότι ακόμη και στα smartphone και τα tablet, οι χρήστες βλέπουν τέτοιες CPU με δυσπιστία ή περιφρόνηση. Για να καταλάβετε γιατί τα πιο δημοφιλή μοντέλα είναι επεξεργαστές με δύο πυρήνες, θα πρέπει να λάβετε υπόψη αρκετούς βασικούς παράγοντες.

Intel Core i3 - οι πιο δημοφιλείς επεξεργαστές 2 πυρήνων για οικιακούς υπολογιστές

Ζήτημα συμβατότητας. Κατά τη δημιουργία λογισμικού, οι προγραμματιστές προσπαθούν να διασφαλίσουν ότι μπορεί να λειτουργήσει τόσο σε νέους υπολογιστές όσο και σε υπάρχοντα μοντέλα CPU και GPU. Λαμβάνοντας υπόψη το εύρος στην αγορά, είναι σημαντικό να διασφαλίσετε ότι το παιχνίδι εκτελείται κανονικά τόσο σε δύο πυρήνες όσο και σε οκτώ. Η πλειοψηφία όλων των υπαρχόντων οικιακών υπολογιστών είναι εξοπλισμένα με επεξεργαστή διπλού πυρήνα, επομένως η υποστήριξη για τέτοιους υπολογιστές λαμβάνει τη μεγαλύτερη προσοχή.

Δυσκολία στον παραλληλισμό εργασιών. Για να διασφαλιστεί η αποτελεσματική χρήση όλων των πυρήνων, οι υπολογισμοί που εκτελούνται ενώ εκτελείται το πρόγραμμα πρέπει να χωρίζονται σε ίσα νήματα. Για παράδειγμα, μια εργασία που μπορεί να χρησιμοποιήσει βέλτιστα όλους τους πυρήνες εκχωρώντας μία ή δύο διεργασίες σε καθένα από αυτούς είναι η ταυτόχρονη συμπίεση πολλών βίντεο. Με τα παιχνίδια είναι πιο δύσκολο, αφού όλες οι λειτουργίες που εκτελούνται σε αυτά είναι αλληλένδετες. Παρά το γεγονός ότι η κύρια εργασία εκτελείται από τον επεξεργαστή γραφικών της κάρτας βίντεο, η CPU είναι αυτή που προετοιμάζει τις πληροφορίες για τη δημιουργία μιας τρισδιάστατης εικόνας. Είναι αρκετά δύσκολο να κάνετε κάθε πυρήνα επεξεργασία το δικό του τμήμα δεδομένων και στη συνέχεια να το τροφοδοτήσετε στην GPU συγχρονισμένα με τα άλλα. Όσο περισσότερες ταυτόχρονες ροές υπολογισμών χρειάζονται επεξεργασία, τόσο πιο δύσκολη είναι η υλοποίηση της εργασίας.

Συνέχεια τεχνολογιών. Οι προγραμματιστές λογισμικού χρησιμοποιούν τις υπάρχουσες εξελίξεις για τα νέα τους έργα, τα οποία υπόκεινται σε επαναλαμβανόμενο εκσυγχρονισμό. Σε ορισμένες περιπτώσεις, φτάνει στο σημείο που τέτοιες τεχνολογίες πηγαίνουν 10-15 χρόνια πίσω. Μια εξέλιξη που βασίζεται σε ένα έργο δέκα ετών προσφέρεται για ριζική επανεπεξεργασία για ιδανική βελτιστοποίηση πολύ απρόθυμα, αν όχι καθόλου. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει αδυναμία του λογισμικού να χρησιμοποιήσει ορθολογικά τις δυνατότητες υλικού του Η/Υ. Παιχνίδι S.T.A.L.K.E.R. Το Call of Pripyat, που κυκλοφόρησε το 2009 (την εποχή της ακμής των πολυπύρηνων CPU), είναι χτισμένο σε κινητήρα του 2001 και επομένως δεν μπορεί να φορτώσει περισσότερους από έναν πυρήνες.

ΠΛΗΣΙΑΖΩΝ. χρησιμοποιεί πλήρως μόνο έναν πυρήνα μιας CPU 4 πυρήνων

Η κατάσταση είναι ίδια με το δημοφιλές διαδικτυακό RPG World of Tanks: ο κινητήρας Big World στον οποίο βασίζεται δημιουργήθηκε το 2005, όταν οι πολυπύρηνες CPU δεν θεωρούνταν ακόμη ως η μόνη δυνατή πορεία ανάπτυξης.

Το World of Tanks επίσης δεν ξέρει πώς να κατανέμει ομοιόμορφα το φορτίο στους πυρήνες

Οικονομικές δυσκολίες. Συνέπεια αυτού του προβλήματος είναι το προηγούμενο σημείο. Εάν δημιουργήσετε κάθε εφαρμογή από την αρχή, χωρίς να χρησιμοποιήσετε υπάρχουσες τεχνολογίες, η εφαρμογή της θα κοστίσει τεράστια ποσά. Για παράδειγμα, το κόστος ανάπτυξης του GTA V ήταν πάνω από 200 εκατομμύρια δολάρια. Ταυτόχρονα, ορισμένες τεχνολογίες δεν δημιουργήθηκαν ακόμα «από την αρχή», αλλά δανείστηκαν από προηγούμενα έργα, αφού το παιχνίδι γράφτηκε για 5 πλατφόρμες ταυτόχρονα (Sony PS3, PS4, Xbox 360 και One, καθώς και PC).

Το GTA V είναι βελτιστοποιημένο για πολλαπλούς πυρήνες και μπορεί να φορτώσει ομοιόμορφα τον επεξεργαστή

Όλες αυτές οι αποχρώσεις δεν μας επιτρέπουν να χρησιμοποιήσουμε πλήρως τις δυνατότητες των πολυπύρηνων επεξεργαστών στην πράξη. Η αλληλεξάρτηση των κατασκευαστών υλικού και των προγραμματιστών λογισμικού δημιουργεί έναν φαύλο κύκλο.

Ποιος επεξεργαστής είναι καλύτερος: 2 ή 4 πυρήνες

Είναι προφανές ότι παρά όλα τα πλεονεκτήματα, οι δυνατότητες των πολυπύρηνων επεξεργαστών παραμένουν ακόμη απραγματοποίητες. Ορισμένες εργασίες δεν ξέρουν πώς να κατανέμουν ομοιόμορφα το φορτίο και να λειτουργούν σε ένα νήμα, άλλες το κάνουν με μέτρια απόδοση και μόνο ένα μικρό ποσοστό λογισμικού αλληλεπιδρά πλήρως με όλους τους πυρήνες. Επομένως το ερώτημα είναιποιος επεξεργαστής είναι καλύτερος, 2 ή 4 πυρήνων, αγορά, απαιτεί προσεκτική μελέτη της τρέχουσας κατάστασης.

Στην αγορά υπάρχουν προϊόντα από δύο κατασκευαστές: την Intel και την AMD, τα οποία διαφέρουν ως προς τα χαρακτηριστικά υλοποίησης. Οι προηγμένες μικροσυσκευές εστιάζουν παραδοσιακά στους πολλαπλούς πυρήνες, ενώ η Intel είναι απρόθυμη να κάνει ένα τέτοιο βήμα και να αυξήσει τον αριθμό των πυρήνων μόνο εάν αυτό δεν οδηγήσει σε μείωση της συγκεκριμένης απόδοσης ανά πυρήνα (κάτι που είναι πολύ δύσκολο να αποφευχθεί).

Η αύξηση του αριθμού των πυρήνων μειώνει την τελική απόδοση καθενός από αυτούς

Κατά κανόνα, η συνολική θεωρητική και πρακτική απόδοση μιας CPU πολλαπλών πυρήνων είναι χαμηλότερη από μια παρόμοια (χτισμένη στην ίδια μικροαρχιτεκτονική, με τον ίδιο τεχνικό επεξεργαστή) με έναν μόνο πυρήνα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι πυρήνες χρησιμοποιούν κοινόχρηστους πόρους και αυτό δεν έχει την καλύτερη επίδραση στην απόδοση. Έτσι, δεν μπορείτε απλά να αγοράσετε έναν ισχυρό επεξεργαστή τετραπλού ή έξι πυρήνων με την προσδοκία ότι σίγουρα δεν θα είναι πιο αδύναμος από έναν επεξεργαστή διπλού πυρήνα της ίδιας σειράς. Σε ορισμένες περιπτώσεις θα είναι, και θα είναι αισθητό. Ένα παράδειγμα είναι η εκτέλεση παλαιών παιχνιδιών σε υπολογιστή με επεξεργαστή AMD FX οκτώ πυρήνων: το FPS είναι μερικές φορές χαμηλότερο από ό,τι σε παρόμοιο υπολογιστή με τετραπύρηνο CPU.

Χρειάζεται ο πολλαπλός πυρήνας σήμερα;

Αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζονται πολλοί πυρήνες; Παρά το γεγονός ότι το συμπέρασμα φαίνεται λογικό, δεν είναι. Οι ελαφριές καθημερινές εργασίες (όπως η πλοήγηση στο διαδίκτυο ή η εκτέλεση πολλών προγραμμάτων ταυτόχρονα) ανταποκρίνονται θετικά στην αύξηση του αριθμού των πυρήνων του επεξεργαστή. Αυτός είναι ο λόγος που οι κατασκευαστές smartphone εστιάζουν στην ποσότητα, αφήνοντας πίσω τους συγκεκριμένες επιδόσεις. Opera (και άλλα προγράμματα περιήγησης που βασίζονται στη μηχανή Chromium), ο Firefox εκκινεί κάθε ανοιχτή καρτέλα ως ξεχωριστή διαδικασία, αντίστοιχα, όσο περισσότεροι πυρήνες, τόσο πιο γρήγορη είναι η μετάβαση μεταξύ καρτελών. Οι διαχειριστές αρχείων, τα προγράμματα γραφείου, οι παίκτες δεν απαιτούν από μόνοι τους πόρους. Αλλά αν χρειάζεται να κάνετε συχνά εναλλαγή μεταξύ τους, ένας πολυπύρηνος επεξεργαστής θα βελτιώσει την απόδοση του συστήματος.

Το πρόγραμμα περιήγησης Opera εκχωρεί μια ξεχωριστή διαδικασία σε κάθε καρτέλα

Η Intel το γνωρίζει αυτό, επειδή η τεχνολογία HuperThreading, η οποία επιτρέπει στον πυρήνα να επεξεργάζεται ένα δεύτερο νήμα χρησιμοποιώντας αχρησιμοποίητους πόρους, εμφανίστηκε την εποχή του Pentium 4. Αλλά δεν αντισταθμίζει πλήρως την έλλειψη απόδοσης.

Στη Διαχείριση εργασιών, ένας επεξεργαστής 2 πυρήνων με Huper Threading εμφανίζεται ως επεξεργαστής 4 πυρήνων

Οι δημιουργοί παιχνιδιών, εν τω μεταξύ, πλησιάζουν σταδιακά. Η εμφάνιση νέων γενιών κονσολών Sony Play Station και Microsoft Xbox έχει παρακινήσει τους προγραμματιστές να δώσουν μεγαλύτερη προσοχή στις δυνατότητες πολλαπλών πυρήνων. Και οι δύο κονσόλες βασίζονται σε τσιπ AMD οκτώ πυρήνων, επομένως πλέον οι προγραμματιστές δεν χρειάζεται να ξοδεύουν πολλή προσπάθεια για βελτιστοποίηση κατά τη μεταφορά ενός παιχνιδιού σε υπολογιστή. Με την αυξανόμενη δημοτικότητα αυτών των κονσολών, όσοι απογοητεύτηκαν με την αγορά του AMD FX 8xxx μπορούσαν να αναπνεύσουν ανακούφιση. Οι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων κερδίζουν εντατικά θέσεις στην αγορά, όπως φαίνεται από τις κριτικές.