Osnove procesorja Več CPU-jev, jeder in razlaga Hyper-Threading

Osrednja procesna enota (CPU) v vašem računalniku v bistvu izvaja računalniške programe, ki se izvajajo. Vendar sodobne procesorje ponujajo funkcije, kot so več jeder in hiper-navojev. Nekateri osebni računalniki celo uporabljajo več procesorjev. Tukaj smo, da pomagamo razvrstiti vse.

Hitrost takta za CPU je bila dovolj velika pri primerjanju zmogljivosti. Stvari niso več preproste. CPU, ki ponuja več jeder ali hiper-navojev, lahko deluje precej bolje kot enojno CPU enake hitrosti, ki ne vsebuje hiper-navojev. Računalniki z več procesorji imajo še večjo prednost. Vse te funkcije so zasnovane tako, da osebnim računalnikom omogočajo lažje upravljanje več procesov hkrati, kar povečuje zmogljivost pri večopravilnem opravljanju ali v skladu z zahtevami zmogljivih aplikacij, kot so video kodirniki in sodobne igre. Torej si poglejmo vsako od teh značilnosti in kaj ti lahko pomenijo.

Hyper-Threading

Hyper-threading je bil Intelov prvi poskus, da bi vzporedno računanje prenesel na potrošniške računalnike. Na pultu Pentium 4 HT je debitiral na namiznih procesorjih leta 2002. Pentium 4 je imel samo eno CPU jedro, tako da je lahko res opravljal samo eno nalogo naenkrat, tudi če je lahko dovolj hitro zamenjal naloge. da se je zdelo kot večopravilnost. Hyper-threading je to poskusil nadomestiti.

Eno fizično jedro procesorja s hiper-navojem se prikaže kot dve logični CPU za operacijski sistem. CPU je še vedno en sam CPU, zato je malce prevaren. Medtem ko operacijski sistem vidi dva CPU-ja za vsako jedro, ima dejanska strojna oprema CPU samo en niz sredstev za izvajanje za vsako jedro. CPU se pretvarja, da ima več jeder, kot ga ima, in uporablja lastno logiko, da pospeši izvajanje programa. Z drugimi besedami, operacijski sistem je prevaran, da vidi dva CPU-ja za vsako dejansko jedro CPU.

Hyper-threading omogoča, da logična CPU-ja delita fizična sredstva za izvajanje. To lahko nekoliko pospeši stvari - če je ena navidezna CPU zaustavljena in čaka, lahko druga virtualna CPU izposodi svoja sredstva za izvajanje. Hyper-threading vam lahko pomaga pri hitrejšem zagonu sistema, vendar pa ni ravno tako dobro kot dejansko dodatno jedro.

Na srečo je hiper-navojev zdaj "bonus". Medtem ko so imeli prvotni potrošniški procesorji s hiper-navojem samo eno jedro, ki se je preoblikovalo v več jeder, imajo sodobni Intelovi procesorji tako več jeder kot tudi hiper-navojno tehnologijo. Dvojedrna procesorja s hiper-navojem se prikaže kot štiri jedra za vaš operacijski sistem, medtem ko se vaš quad-core CPU s hiper-navojem prikaže kot osem jeder. Hyper-threading ni nadomestek za dodatna jedra, vendar bi morala biti dual-core CPU s hiper-navojem boljša od dual-core CPU brez hiper-navojev.

Več jeder

Prvotno so imele CPE eno jedro. To je pomenilo, da je imel fizični CPU eno samo osrednjo procesno enoto. Za povečanje učinkovitosti proizvajalci dodajo dodatna "jedra" ali centralne procesne enote. CPU z dvema jedroma ima dve osrednji procesorski enoti, zato se operacijskemu sistemu zdi, da sta dve CPU. CPU z dvema jedroma bi lahko na primer izvajal dva različna procesa. To pospeši vaš sistem, ker lahko računalnik naredi več stvari hkrati.

Za razliko od hiper-navojev, tu ni nobenih trikov - dual-core CPU dobesedno ima dve centralni procesorski enoti na CPU čipu. Štirijedrna procesorska enota ima štiri centralne procesne enote, osmo-jedro CPU ima osem centralnih procesnih enot in tako naprej.

To znatno izboljša zmogljivost, hkrati pa ohrani fizično enoto CPU majhno, tako da se prilega v eno samo vtičnico. Obstajati mora samo ena CPU vtičnica z eno enoto CPU, ki je vstavljena v njej - ne štiri različne vtičnice CPU s štirimi različnimi CPU, od katerih vsaka potrebuje svojo lastno moč, hlajenje in drugo strojno opremo. Obstaja manj latence, ker lahko jedra komunicirajo hitreje, saj so vsi na istem čipu.

Windows Task Manager to dokaj dobro prikazuje. Tu lahko na primer vidite, da ima ta sistem eno dejansko CPU (vtičnico) in štiri jedra. Hyperthreading naredi vsako jedro kot dva CPU-ja operacijskemu sistemu, zato prikazuje 8 logičnih procesorjev.

Več CPU-jev

Večina računalnikov ima samo eno CPU. Ta enojna CPE ima lahko več jeder ali tehnologijo s hiper-navojem, vendar je še vedno le ena fizična enota CPU, vstavljena v eno CPU vtičnico na matični plošči.

Preden so se pojavili hiper-navojni in večjedrni procesorji, so ljudje poskusili dodati dodatne procesorske moči računalnikom z dodajanjem dodatnih procesorjev. To zahteva matično ploščo z več vtičnicami za procesorje. Matična plošča potrebuje tudi dodatno strojno opremo, da poveže te vtičnice procesorja z RAM-om in drugimi viri. Obstaja veliko režijskih stroškov v tej vrsti namestitve. Obstaja dodatna latenca, če morajo CPE komunicirati med seboj, sistemi z več procesorji porabijo več energije, matična plošča pa potrebuje več vtičnic in strojne opreme.

Danes sistemi z več procesorji niso zelo pogosti med osebnimi računalniki. Celo zmogljiva igralna plošča z več grafičnimi karticami bo na splošno imela samo en CPU. Med superračunalniki, strežniki in podobnimi vrhunskimi sistemi, ki potrebujejo toliko moči, kot jih lahko dobijo, boste našli več sistemov CPU..

Več CPU-jev ali jeder, ki jih ima računalnik, več stvari lahko naredi naenkrat, kar pripomore k izboljšanju zmogljivosti na večini opravil. Večina računalnikov ima zdaj procesorje z več jedri, kar je najučinkovitejša možnost, o kateri smo razpravljali. Na sodobnih pametnih telefonih in tabličnih računalnikih boste našli celo procesorje z več jedri. Intelove procesorje imajo tudi hiper-navoj, kar je nekakšen bonus. Nekateri računalniki, ki potrebujejo veliko moči procesorja, imajo lahko več procesorjev, vendar je veliko manj učinkovit, kot se sliši.

Zasluge za sliko: lungstruck na Flickr, Mike Babcock na Flickr, DeclanTM na Flickr