Які ядра процесора? а логічні нитки чи сердечники?

Знання компонентів вашого комп'ютера є ключовим при складанні хорошої конфігурації. Але не всі знають, що вони є ядрами процесора, яка різниця існує між фізичним та логічним ядром і чим HyperThreading Intel або SMT AMD.

Ви хочете дізнатися більше? Не пропустіть нашу статтю про процесорні ядра!

Зміст індексу

Центральний процесор (процесор) в комп'ютері виконує всю роботу, в основному працює із програмами. Але сучасні процесори пропонують такі функції, як багатоядерні та багатопотокові. Деякі ПК навіть використовують декілька процесорів.

Кілька років тому тактова частота процесора раніше була достатньою для порівняння продуктивності. Але зараз все вже не так просто.

Тепер процесор, який пропонує декілька ядер або багатопотокових рядків, може працювати значно краще, ніж одноядерний процесор однакової швидкості, який не пропонує декілька потоків.

А ПК з декількома процесорами може мати ще більшу перевагу. Усі ці функції розроблені для того, щоб комп'ютери могли легше запускати декілька процесів одночасно, підвищуючи продуктивність багатозадачності або під вимоги потужних додатків, таких як відео кодери та сучасні ігри. Тож давайте розглянемо кожну з цих особливостей і що вони можуть означати для вас.

У цій статті ми розглядаємо деякі поняття, такі як ядра проти ниток, для чого кожен з них і що приносить користь ПК.

Вам неодмінно буде цікаво читати:

• Кращі процесори на ринку Найкращі материнські плати на ринку Найкраща оперативна пам'ять на ринку Найкращі відеокарти на ринку

Що таке процесор?

Як вже відомо 99% користувачів ПК, процесор є центральним процесорним блоком. Це основна складова кожного комп’ютера.

Іншими словами, все, що він обчислює, має всередині процесор, і саме там всі обчислення виконуються за допомогою інструкцій операційної системи.

Процесор може обробляти одночасно одне завдання. Це не дуже добре для продуктивності. Але вже є просунуті процесори, які дозволяють працювати з декількома одночасними завданнями та підвищувати продуктивність.

Старі часи декількох процесорів

Зображення через commons wikimedia

Коли ми говоримо про процесор, ми маємо на увазі чіп, який вставляється в розетку на материнській платі. Так, у перші дні одна з цих фішок обробляла лише одне завдання за один раз.

За старих часів люди потребували більшої продуктивності від комп’ютерів. На той час рішенням було включити декілька процесорів на одному комп’ютері. Тобто було декілька штепселів та декілька мікросхем.

Всі вони були б з'єднані один з одним і з материнською платою. Тому технічно кращих показників можна очікувати від ПК. Це був досить вдалий метод, поки люди не виявили мінуси.

• Необхідно було забезпечити виділений ресурс живлення та установки для кожного процесора. Оскільки вони були різними фішками, затримка спілкування була занадто великою. Це насправді не дуже добре, але один набір процесорів міг виробляти багато тепла в довгостроковій перспективі. Тож знадобиться чимало ресурсів для боротьби із зайвим теплом.

Подвійний сервер материнської плати

Для цього потрібна материнська плата з декількома розетками процесора. Материнська плата також потребувала додаткового обладнання для підключення цих процесорних розеток до оперативної пам’яті та інших ресурсів. І саме так на сцену вийшли концепції багатопотокових та багатоядерних.

В даний час більшість комп'ютерів мають лише один процесор. Цей єдиний процесор може мати декілька ядер або технологію HyperThreading, але це все ще лише фізичний процесор, вставлений в один роз'єм на материнській платі.

Багатопроцесорні системи не дуже поширені серед сучасних ПК для домашніх користувачів. Навіть ігровий робочий стіл з потужними іграми з декількома відеокартами, як правило, матиме лише один процесор. Але можна знайти системи з декількома процесорами в суперкомп'ютерах, серверах і системах високого класу, які потребують максимальної потужності для складних завдань. У цей час мати команду з декількома процесорами буде набагато менш ефективно, ніж здається, оскільки для домашніх користувачів є дуже швидкі процесори та багато ядер, як i9-7980XE.

Кілька ядер в одному процесорі

Ідея підключення різних процесорів була не дуже хорошою для продуктивності. Тоді виникла ідея мати два процесори всередині однієї мікросхеми.

Тому, як спосіб зробити ефективний крок до продуктивності, виробники включили в один процесор кілька процесорів. Ці нові одиниці отримали назву ядер.

Відтепер ці процесори називали "багатоядерними процесорами". Таким чином, коли операційна система аналізувала комп’ютер, вона стикалася з двома процесорами.

Замість того, щоб виділяти накопичувачі та джерела живлення окремим мікросхемам, багатоядерні процесори зробили роботу додатковою продуктивністю.

Звичайно, були й інші переваги. Оскільки обидва процесори були на одній мікросхемі, затримка була нижчою. Це допомогло покращити спілкування та швидкість. В даний час на ринку можна побачити велику різноманітність багатоядерних процесорів.

Наприклад, у двоядерних процесорах є два процесорні блоки. І якщо ми застосуємо це на практиці, то для процесорів Quad Core ми знайдемо 4 процесорних блоки.

На відміну від багатопотокової, тут немає ніяких хитрощів: Двоядерний процесор буквально має два процесори на мікросхемі. Чотириядерний процесор має чотири центральні процесорні блоки, восьмиядерний процесор - вісім центральних процесорних блоків тощо.

Це допомагає значно підвищити продуктивність, зберігаючи фізичний процесор малим, щоб поміститися в одній розетці.

Просто потрібно мати один процесорний розетку з одним вставленим у нього процесором, а не чотири розетки з чотирма процесорами, кожен з яких потребує власної потужності, охолодження та іншого обладнання. Затримка менше, тому що сердечники можуть швидше спілкуватися, оскільки всі вони на одній мікросхемі.

Intel HyperThreading

Паралельні обчислення вже деякий час є у галузі. Однак саме користь від нього принесла Intel в особистих обчисленнях. І там його називали Intel Hyper-Threading Technology.

Технологія Hyper-Threading від Intel змушує вашу операційну систему вважати, що існує декілька процесорів; насправді існує лише одна. Це свого роду притвор для підвищення продуктивності та швидкості.

HyperThreading - перша спроба Intel наблизити паралельні обчислення до споживчих ПК. Дебютував на настільних процесорах з Pentium 4 HT у 2002 році.

Ці Pentium 4s мали одне ядро, тому вони могли виконувати лише одне завдання за один раз. Але, здавалося, HyperThreading компенсував це. Завдяки цій технології Intel одне багатопотокове фізичне ядро ​​з'являється у вигляді двох логічних процесорів в одній операційній системі. Процесор все ще один, тож це трохи роздум. Хоча операційна система бачить два процесори для кожного ядра, фактичне обладнання процесора має лише один набір ресурсів виконання для кожного ядра.

Таким чином, процесор робить вигляд, що він має більше ядер, ніж у нього, і використовує власну логіку, щоб прискорити виконання програми. Іншими словами, операційній системі притаманне бачити два процесори для кожного ядра.

У той час ми створили Pentium 4, який хлопець з магазину прозвав його як "ПК НАСА". Який раз ці!

HyperThreading дозволяє двом логічним ядрам процесора ділитися фізичними ресурсами виконання. Це може трохи пришвидшити: якщо один віртуальний процесор застряг і чекає, інший віртуальний процесор може позичити свої ресурси для виконання. HyperThreading може допомогти прискорити роботу системи, але це не так добре, як мати реальні додаткові ядра.

На щастя, багатопотокове читання зараз є «бонусом». У той час як оригінальні процесори для споживачів з HyperThreading мали лише одне ядро, маскується під декілька ядер, сучасні процесори Intel тепер мають як декілька ядер, так і технологію HyperThreading.

Багатоядерний двоядерний процесор виглядає як чотириядерний в операційній системі, тоді як чотириядерний процесор з HyperThreading представляє вісім ядер.

Багатопотокове читання не є заміною додаткових ядер, але двоядерний процесор з HyperThreading повинен працювати краще, ніж двоядерний процесор без HyperThreading.

Ресурси виконання апаратного забезпечення будуть розділені та наказані забезпечити найкращу швидкість для декількох процесів. Як бачите, вся робота віртуальна. Цей HyperThreading часто може запропонувати 10-30% підвищення продуктивності під час виконання завдання. AMD також має цю технологію, але замість HyperThreading вона називає її SMT. Це те саме.

Чи варто того декількох ядер і ниток?

Якщо на вашому комп’ютері є багатоядерний процесор, це означає, що є декілька процесорів. Це також означає, що він може мати кращу продуктивність, ніж одноядерний процесор.

І якщо ми говоримо про HyperThreading, одноядерний процесор з цією технологією буде працювати краще, ніж один з цих процесорів, якому не вистачає цієї багатозадачності.

З іншого боку, те, що процесор багатопоточний - це щось віртуальне. У цьому випадку технологія використовує додаткову логіку для управління кількома завданнями. Завдяки цьому загальна продуктивність не буде дійсно видимою. Отже, якщо ви дійсно хочете порівняти одноядерний або багатоядерний процесор, ми можемо підтвердити, що останні завжди кращі. Такі ігри, як Battlefield або мультиплеєр, завжди пропонують кращі показники роботи з процесором з декількома логічними ядрами в районах з багатьма вибухами.

Що ви думали з нашої статті про те, які ядра процесора ? Вам це було цікаво? Ви щось пропускаєте?