CPU pamati Vairāki CPU, serdeņi un izskaidrojumi ar Hyper-Threading

Datora centrālā procesora bloks (CPU) parasti izmanto skaitļošanas darba programmas. Bet mūsdienu CPU piedāvā tādas funkcijas kā vairāki serdeņi un hipersaites. Daži datori pat izmanto vairākus CPU. Mēs esam šeit, lai palīdzētu to atrisināt.

CPU pulksteņa ātrums bija pietiekams, lai salīdzinātu veiktspēju. Lietas vairs nav tik vienkāršas. CPU, kas piedāvā vairākus serdeņus vai hiper-vītni, var ievērojami labāk darboties nekā viena kodola CPU ar tādu pašu ātrumu, kas nesatur hiper-vītni. Un datoriem ar vairākiem procesoriem var būt vēl lielāka priekšrocība. Visas šīs funkcijas ir paredzētas, lai ļautu datoriem vieglāk vadīt vairākus procesus, vienlaikus palielinot veiktspēju, veicot vairākuzdevumu veikšanu vai jaudīgu lietotņu, piemēram, video kodētāju un mūsdienu spēļu, vajadzībām. Tātad, apskatīsim katru no šīm iezīmēm un to, ko viņi varētu nozīmēt jums.

Hyper-Threading

Hyper-threading bija Intel pirmais mēģinājums paralēli aprēķināt patēriņa datorus. Tā debitēja uz darbvirsmas CPU ar Pentium 4 HT 2002. gadā. Dienas Pentium 4 bija tikai viens CPU kodols, tāpēc tas patiešām varēja veikt tikai vienu uzdevumu, pat ja tas spēja pietiekami ātri pārslēgties starp uzdevumiem ka tas šķita multitasking. Hyper-threading mēģināja to kompensēt.

Viens fizisks CPU kodols ar hiper-vītni tiek parādīts kā divi loģiski CPU operētājsistēmai. CPU joprojām ir viens CPU, tāpēc tas ir mazliet krāpnieks. Lai gan operētājsistēma redz divus CPU katram kodam, faktiskajam CPU aparatūrai ir tikai viens izpildes resursu kopums katram kodam. CPU izliekas, ka tam ir vairāk kodolu nekā tas ir, un tā izmanto savu loģiku, lai paātrinātu programmas izpildi. Citiem vārdiem sakot, operētājsistēma tiek tricked redzēt divus CPU par katru faktisko CPU kodols.

Hyper-threading ļauj diviem loģiskiem CPU kodoliem koplietot fiziskos izpildes resursus. Tas var paātrināt lietas, ja viens virtuālais CPU ir apstājies un gaidīts, otrs virtuālais CPU var aizņemties savus izpildes resursus. Hyper-threading var palīdzēt paātrināt jūsu sistēmu, bet tas nekad nav tikpat labi kā faktiski papildu serdeņi.

Par laimi, hiper-vītņošana tagad ir „bonuss”. Kaut arī oriģinālajiem patērētāju procesoriem, kuriem ir hipersaites, bija tikai viens kodols, kas bija maskēts kā vairāki serdi, mūsdienu Intel CPU tagad ir gan vairāki kodoli, gan hiper-vītņu tehnoloģija. Jūsu divkodolu CPU ar hiper-vītni parādās kā četri kodi jūsu operētājsistēmai, savukārt jūsu četrkodolu CPU ar hiper-vītni parādās kā astoņi kodoli. Hyper-threading neaizstāj papildu serdeņus, bet divkodolu CPU ar hiper-vītni labāk jādarbojas nekā divkodolu CPU bez hipersaites.

Vairāki serdeņi

Sākotnēji CPU bija viens kodols. Tas nozīmēja, ka fiziskajam CPU bija viens centrālais procesors. Lai palielinātu veiktspēju, ražotāji pievieno papildu „kodolus” vai centrālās apstrādes iekārtas. Divkodolu centrālajam procesoram ir divas centrālās procesora iekārtas, tāpēc operētājsistēmai tas šķiet kā divi CPU. Piemēram, CPU ar diviem kodoliem vienlaikus var palaist divus dažādus procesus. Tas paātrina jūsu sistēmu, jo jūsu dators var veikt vairākas lietas uzreiz.

Atšķirībā no hipersaites, šeit nav triku - divkodolu CPU burtiski ir divas centrālās procesora bloki CPU mikroshēmā. Četrkodolu CPU ir četras centrālās procesoru iekārtas, octa-core CPU ir astoņas centrālās procesora iekārtas un tā tālāk.

Tas palīdz ievērojami uzlabot veiktspēju, vienlaikus saglabājot nelielu fizisko CPU bloku, lai tas ietilptu vienā kontaktligzdā. Ir nepieciešams tikai viens CPU ligzda ar vienu CPU bloku, kas ievietots tajā, nevis četras dažādas CPU ligzdas ar četrām dažādām CPU, katrai no tām ir nepieciešama sava jauda, ​​dzesēšana un cita aparatūra. Ir mazāk latentuma, jo serdeņi var sazināties ātrāk, jo tie visi ir vienā mikroshēmā.

Windows uzdevumu pārvaldnieks to parāda diezgan labi. Piemēram, jūs varat redzēt, ka šai sistēmai ir viens faktiskais CPU (ligzda) un četri serdeņi. Hyperthreading padara katru kodolu operētājsistēmai kā divus CPU, tāpēc tas parāda 8 loģiskus procesorus.

Vairāki CPU

Lielākajā daļā datoru ir tikai viens CPU. Šim vienīgajam CPU var būt vairākas serdeņi vai hiper-vītņu tehnoloģija, bet tas joprojām ir tikai viens fizisks CPU vienība, kas ievietota vienā CPU ligzdā uz mātesplates.

Pirms radās hipertīklu un daudzkodolu CPU, cilvēki mēģināja pievienot datoriem papildu apstrādes jaudu, pievienojot papildu CPU. Tam nepieciešama mātesplate ar vairākām CPU ligzdām. Mātesplatē ir nepieciešama papildu aparatūra, lai savienotu šos CPU ligzdas ar RAM un citiem resursiem. Šāda veida iestatījumos ir daudz pieskaitāmās izmaksas. Pastāv papildu latentums, ja CPU nepieciešams sazināties viens ar otru, sistēmas ar vairākiem CPU patērē vairāk jaudas, un mātesplatei ir nepieciešamas vairāk ligzdas un aparatūra.

Sistēmas ar vairākiem procesoriem šodien nav ļoti izplatītas mājās lietoto datoru vidū. Pat lieljaudas spēļu darbvirsmā ar vairākām grafikas kartēm parasti būs tikai viens CPU. Jūs atradīsiet vairākas CPU sistēmas starp superdatoriem, serveriem un līdzīgām augstākās klases sistēmām, kurām nepieciešama tik daudz skaitļošanas jaudas, kā tās var saņemt.

Jo vairāk CPU vai kodolu ir dators, jo vairāk lietu var darīt uzreiz, palīdzot uzlabot veiktspēju lielākajā daļā uzdevumu. Lielākajai daļai datoru ir CPU ar vairākiem kodoliem, kas ir visefektīvākais risinājums, par kuru mēs apspriedām. Jūs pat atradīsiet CPU ar vairākiem kodoliem mūsdienu viedtālruņos un planšetdatoros. Intel CPU ir arī hipersaites, kas ir sava veida bonuss. Dažiem datoriem, kuriem nepieciešams liels CPU jaudas daudzums, var būt vairāki CPU, bet tas ir daudz mazāk efektīvs nekā tas izklausās.

Image Credit: lungstruck par Flickr, Mike Babcock par Flickr, DeclanTM Flickr