Каковы ядра процессора? а логические потоки или ядра?

Знание компонентов вашего компьютера является ключевым моментом при сборке хорошей конфигурации. Но не все знают, что они являются ядрами процессора, какая разница существует между физическим и логическим ядром и что такое HyperThreading от Intel или SMT от AMD.

Хотите узнать больше? Не пропустите нашу статью о процессорных ядрах!

Указатель содержания

Центральный процессор (процессор) в компьютере выполняет всю работу, в основном запускает программы. Но современные процессоры предлагают такие функции, как многоядерность и многопоточность. Некоторые ПК даже используют несколько процессоров.

Несколько лет назад тактовая частота процессора была достаточной для сравнения производительности. Но теперь все уже не так просто.

Теперь процессор, который предлагает несколько ядер или многопоточность, может работать значительно лучше, чем одноядерный процессор с той же скоростью, который не предлагает несколько потоков.

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 благодаря многозадачности или под требования мощных приложений, таких как видеокодеры и современные игры. Итак, давайте посмотрим на каждую из этих функций и что они могут значить для вас.

В этой статье мы рассмотрим некоторые понятия, такие как ядра и потоки, для чего каждый из них и что приносит пользу ПК.

Вам наверняка будет интересно почитать:

• Лучшие процессоры на рынке Лучшие материнские платы на рынке Лучшие оперативные памяти на рынке Лучшие видеокарты на рынке

Что такое процессор?

Как уже знают 99% пользователей ПК, процессор является центральным процессором. Это основной компонент каждого компьютера.

Другими словами, все, что он вычисляет, имеет процессор внутри, и именно там все вычисления выполняются с помощью инструкций операционной системы.

Процессор может обрабатывать одну задачу за раз. Это не очень хорошо для производительности. Но уже есть продвинутые процессоры, которые позволяют работать с несколькими одновременными задачами и повышать производительность.

Старые времена нескольких процессоров

Изображение через обыкновенные Викимедиа

Когда мы говорим о процессоре, мы имеем в виду чип, который вставляется в разъем на материнской плате. Итак, в первые дни один из этих чипов обрабатывал только одну задачу за раз.

В старые времена людям требовалось больше производительности от компьютеров. Тогда было решено включить несколько процессоров в один компьютер. То есть было несколько разъемов и несколько чипов.

Все они будут связаны друг с другом и с материнской платой. Следовательно, технически от ПК можно ожидать лучшей производительности. Это был довольно успешный метод, пока люди не обнаружили недостатки.

• Необходимо было обеспечить выделенный источник питания и ресурсы для установки для каждого процессора. Поскольку они были разными чипами, задержка связи была слишком высока. Это не очень хорошая производительность: один набор процессоров может долго нагреваться. Таким образом, потребовалось бы много ресурсов, чтобы справиться с дополнительным нагревом.

Dual Socket Серверная материнская плата

Для этого требовалась материнская плата с несколькими процессорными разъемами. Материнской плате также требовалось дополнительное оборудование для подключения этих процессорных разъемов к оперативной памяти и другим ресурсам. И так появились концепции многопоточности и многоядерности.

В настоящее время большинство компьютеров имеют только один процессор. Этот один процессор может иметь несколько ядер или технологию HyperThreading, но это все же просто физический процессор, вставленный в один разъем на материнской плате.

Многопроцессорные системы не очень распространены среди современных домашних ПК. Даже высокопроизводительный игровой компьютер с несколькими видеокартами обычно имеет только один процессор. Но в суперкомпьютерах, серверах и высокопроизводительных системах можно найти системы с несколькими процессорами, которым требуется максимальная мощность для сложных задач. В настоящее время наличие команды с несколькими процессорами будет гораздо менее эффективным, чем кажется, поскольку существуют очень быстрые процессоры и много ядер для домашних пользователей, таких как i9-7980XE.

Несколько ядер в одном процессоре

Идея подключения разных процессоров была не очень хороша для производительности. Тогда возникла идея иметь два процессора внутри одного чипа.

Поэтому, чтобы сделать эффективный шаг к повышению производительности, производители включили несколько процессоров в один процессор. Эти новые единицы назывались ядрами.

Отныне эти процессоры стали называться «многоядерными процессорами». Таким образом, когда операционная система анализировала компьютер, она обнаружила два процессора.

Вместо того, чтобы выделять хранилище и источник питания для отдельных чипов, многоядерные процессоры сделали работу дополнительной производительности.

Конечно, были и другие преимущества. Поскольку оба процессора были на одном чипе, задержка была ниже. Это помогло улучшить общение и скорость. В настоящее время на рынке вы можете увидеть самые разнообразные многоядерные процессоры.

Например, в двухъядерных процессорах есть два процессора. И если мы применяем это на практике, в случае с процессорами Quad Core мы находим 4 процессорных блока.

В отличие от многопоточности, здесь нет никаких хитростей: двухъядерный процессор буквально имеет два процессора на чипе. Четырехъядерный процессор имеет четыре центральных процессора, восьмиъядерный процессор - восемь центральных процессоров и так далее.

Это помогает значительно повысить производительность, сохраняя при этом небольшой размер физического процессора для размещения в одном сокете.

Нужно только одно гнездо процессора с одним процессором, а не четыре гнезда с четырьмя процессорами, каждый из которых требует собственного питания, охлаждения и другого оборудования. Время задержки меньше, поскольку ядра могут обмениваться данными быстрее, поскольку все они находятся на одном чипе.

Intel HyperThreading

Параллельные вычисления были в промышленности некоторое время. Однако именно Intel принесла пользу для персональных компьютеров. И там это называлось Intel Hyper-Threading Technology.

Технология Intel Hyper-Threading заставляет вашу операционную систему полагать, что существует несколько процессоров; на самом деле есть только один. Это своего рода претензия на повышение производительности и скорости.

HyperThreading был первой попыткой Intel перенести параллельные вычисления на потребительские ПК. Он дебютировал на настольных процессорах с Pentium 4 HT в 2002 году.

Эти Pentium 4 имели одно ядро, поэтому они могли выполнять только одну задачу за раз. Но HyperThreading, казалось, компенсировал это. Благодаря этой технологии Intel одно многопоточное физическое ядро ​​выглядит как два логических процессора в одной операционной системе. Процессор все еще один, так что это немного глупо. В то время как операционная система видит два процессора для каждого ядра, фактическое аппаратное обеспечение процессора имеет только один набор ресурсов выполнения для каждого ядра.

Таким образом, процессор делает вид, что имеет больше ядер, чем он имеет, и использует свою собственную логику для ускорения выполнения программы. Другими словами, операционная система обманута, чтобы увидеть два процессора для каждого ядра.

В то время мы создали Pentium 4, который мальчик из магазина назвал его «NASA PC». Какие времена те!

HyperThreading позволяет двум логическим ядрам процессора совместно использовать физические ресурсы выполнения. Это может немного ускорить процесс: если один виртуальный процессор застревает и ждет, другой виртуальный процессор может заимствовать свои исполнительные ресурсы. HyperThreading может помочь ускорить работу системы, но он не так хорош, как наличие реальных дополнительных ядер.

К счастью, многопоточность теперь является «бонусом». В то время как оригинальные потребительские процессоры с HyperThreading имели только одно ядро, которое маскировалось под несколько ядер, современные процессоры Intel теперь имеют как многоядерные, так и технологию HyperThreading.

Многопоточный двухъядерный процессор выглядит как четырехъядерный в операционной системе, в то время как четырехъядерный процессор с HyperThreading выглядит как имеющий восемь ядер.

Многопоточность не заменяет дополнительные ядра, но двухъядерный процессор с HyperThreading должен работать лучше, чем двухъядерный процессор без HyperThreading.

Аппаратные ресурсы выполнения будут разделены и упорядочены для обеспечения максимальной скорости для нескольких процессов. Как видите, вся работа виртуальная. Такое HyperThreading часто может предложить повышение производительности на 10-30% для выполняемой задачи. У AMD тоже есть эта технология, но вместо HyperThreading она называется SMT. Работает ли она? Это то же самое.

Стоит ли использовать несколько ядер и потоков?

Если ваш компьютер имеет многоядерный процессор, это означает, что есть несколько процессоров. Это также означает, что он может иметь лучшую производительность, чем одноядерный процессор.

И если говорить о HyperThreading, одноядерный процессор с этой технологией будет работать лучше, чем один из этих процессоров, в котором отсутствует эта технология многозадачности.

С другой стороны, многопоточность процессора - это нечто виртуальное. В этом случае технология использует дополнительную логику для управления несколькими задачами. Из-за этого общая производительность не будет реально видна. Итак, если вы действительно хотите сравнить одноядерный процессор или многоядерный процессор, мы можем подтвердить, что последние всегда лучше. Такие игры, как Battlefield или мультиплеер, всегда предлагают лучшую производительность с процессором с несколькими логическими ядрами в областях, где много взрывов.

Что вы думаете о нашей статье о том, каковы ядра процессора ? Вы нашли это интересным? Вы что-то упустили?