Procesory wielordzeniowe są dostępne na komputerach osobistych od końca lat dziewięćdziesiątych. Wielordzeniowe projekty rozwiązały problem polegający na tym, że procesory osiągnęły pułap swoich fizycznych ograniczeń pod względem szybkości zegara i tego, jak skutecznie można je schłodzić, zachowując przy tym dokładność. Przechodząc do dodatkowych rdzeni na jednym procesorze, producenci uniknęli problemów z szybkością zegara, skutecznie pomnażając ilość danych, które mogą być obsługiwane przez procesor.
Kiedy zostały pierwotnie wydane, to tylko dwa rdzenie w jednym CPU, ale teraz są opcje dla czterech, sześciu, a nawet 10 lub więcej. Oprócz dodawania rdzeni technologia Hyper-Threading firmy Intel praktycznie podwaja rdzenie, które widzi system operacyjny.
Posiadanie dwóch rdzeni w jednym procesorze zawsze przynosi wymierne korzyści dzięki wielozadaniowości nowoczesnych systemów operacyjnych. W końcu możesz przeglądać Internet lub wpisywać raport, gdy program antywirusowy działa w tle. Prawdziwe pytanie dla wielu osób może być, jeśli posiadanie więcej niż dwóch jest naprawdę korzystne, a jeśli tak, to ile?
Gwintowanie
ZA wątek jest po prostu pojedynczym strumieniem danych z programu przechodzącego przez procesor na komputerze. Każda aplikacja generuje swój jeden lub wiele wątków w zależności od sposobu działania. Przy wielozadaniowości jednordzeniowy procesor może obsłużyć tylko jeden wątek na raz, więc system szybko przełącza się między wątkami, aby przetwarzać dane w pozornie równoległy sposób.
Zaletą posiadania wielu rdzeni jest to, że system może obsłużyć więcej niż jeden wątek. Każdy rdzeń może obsługiwać oddzielny strumień danych. Ta architektura znacznie zwiększa wydajność systemu, w którym działają współbieżne aplikacje. Ponieważ serwery mają tendencję do uruchamiania wielu jednoczesnych aplikacji w danym czasie, technologia została pierwotnie opracowana dla klientów korporacyjnych, ale ponieważ komputery osobiste stały się bardziej złożone i wielozadaniowość wzrosła, oni również skorzystali z posiadania dodatkowych rdzeni.
Zależność oprogramowania
Podczas gdy koncepcja procesorów wielordzeniowych brzmi zachęcająco, istnieje poważne zastrzeżenie do tej technologii. Aby zobaczyć rzeczywiste zalety wielu procesorów, oprogramowanie uruchomione na komputerze musi zostać napisane, aby obsługiwało wielowątkowość. Bez oprogramowania obsługującego taką funkcję wątki będą przebiegać przede wszystkim przez jeden rdzeń, przez co obniżą wydajność. W końcu, jeśli może działać tylko na pojedynczym rdzeniu w czterordzeniowym procesorze, może być rzeczywiście szybszy, aby uruchomić go na dwurdzeniowym procesorze z wyższymi zegarami bazowymi.
Wszystkie obecne systemy operacyjne obsługują wielowątkowość. Ale wielowątkowość musi być również zapisana w oprogramowaniu aplikacyjnym. Wsparcie dla wielowątkowości w oprogramowaniu konsumenckim poprawiło się z biegiem lat, ale w przypadku wielu prostych programów wielowątkowość nie jest jeszcze wdrażana ze względu na złożoność kompilacji oprogramowania. Na przykład program pocztowy lub przeglądarka internetowa prawdopodobnie nie dostrzeże ogromnych korzyści dla wielowątkowości tak samo, jak program do edycji grafiki lub wideo, w którym komputer przetwarza złożone obliczenia.
Dobrym przykładem na wyjaśnienie tej tendencji jest spojrzenie na typową grę komputerową. Większość gier wymaga jakiejś formy silnika renderującego, aby pokazać, co dzieje się w grze. Ponadto, pewna sztuczna inteligencja kontroluje zdarzenia i postacie w grze. Z jednym rdzeniem oba muszą działać, przełączając się między nimi. Takie podejście nie jest skuteczne. Jeśli system ma wiele procesorów, renderowanie i sztuczna inteligencja mogą działać na oddzielnym rdzeniu - idealnej sytuacji dla procesora wielordzeniowego.
Czy 4> 2?
Wykroczenie poza dwa rdzenie wiąże się z pewnym konceptualnym wyzwaniem, zważywszy, że odpowiedź dla dowolnego komputera kupującego zależy od oprogramowania, z którego zwykle korzysta. Na przykład wiele gier wciąż oferuje niewielką różnicę w wydajności między dwoma lub czterema rdzeniami. Zasadniczo nie ma gier, które dostrzegają wymierne korzyści poza czterema rdzeniami procesorów.
Z drugiej strony, program do kodowania wideo, który transkoduje wideo, prawdopodobnie dostrzeże ogromne korzyści, ponieważ indywidualne renderowanie ramki może być przekazywane do różnych rdzeni, a następnie zestawiane w jeden strumień przez oprogramowanie. Zatem posiadanie ośmiu rdzeni będzie jeszcze bardziej korzystne niż posiadanie czterech.
Prędkości zegara
Im wyższa prędkość zegara, tym szybszy procesor. Prędkości zegara stają się bardziej mgliste, gdy bierze się pod uwagę prędkości w stosunku do wielu rdzeni, ponieważ procesory chrupią wiele wątków danych dzięki dodatkowym rdzeniom, ale każdy z tych rdzeni będzie działał z mniejszą prędkością ze względu na ograniczenia termiczne.
Na przykład dwurdzeniowy procesor może obsługiwać podstawowe częstotliwości taktowania 3,5 GHz dla każdego procesora, podczas gdy czterordzeniowy procesor może działać tylko z częstotliwością 3,0 GHz. Wystarczy spojrzeć na jeden rdzeń na każdym z nich, dwurdzeniowy procesor będzie mógł być około 14 procent szybszy niż na czterordzeniowym rdzeniu. Tak więc, jeśli masz program, który jest tylko pojedynczy wątek, dwurdzeniowy procesor jest rzeczywiście bardziej wydajny. Z drugiej strony, jeśli twoje oprogramowanie może wykorzystywać wszystkie cztery procesory, to czterordzeniowy procesor będzie faktycznie o 70 procent szybszy niż ten dwurdzeniowy procesor.
Wnioski
W większości przypadków posiadanie procesora o większej liczbie rdzeni jest generalnie lepsze, jeśli obsługuje je twoje oprogramowanie i typowe przypadki użycia. W większości przypadków dwurdzeniowy lub czterordzeniowy procesor będzie wystarczającą mocą dla podstawowego użytkownika komputera.Większość konsumentów nie dostrzeże żadnych wymiernych korzyści, wykraczających poza cztery rdzenie procesorów, ponieważ jest tak mało wyspecjalizowanego oprogramowania, które może z nich skorzystać. Jedynymi osobami, które powinny wziąć pod uwagę takie procesory o wysokiej liczbie rdzeni są te, które wykonują skomplikowane zadania, takie jak edytowanie wideo na komputerze lub skomplikowane programy naukowe i matematyczne.
Sprawdź nasz How How PC? I Need? artykuł, aby uzyskać lepszy obraz tego, jaki typ procesora najlepiej pasuje do Twoich potrzeb obliczeniowych.
