Что означает 2 ядра 4 потока

О потоках в процессоре

Добрый день. Сегодня хотелось бы разобрать, что такое потоки в процессоре. Те самые, о функциях и возможностях которых большинство и не догадывается, однако любят хвастаться остальным.

Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть фото Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть картинку Что означает 2 ядра 4 потока. Картинка про Что означает 2 ядра 4 потока. Фото Что означает 2 ядра 4 потока

Если провести сравнение процессоров разных поколений, то можно заметить одну интересную тенденцию: многопоточность – штука полезная и здорово повышает суммарную производительность системы.

Начнем с того, что каждый современный процессор построен на физических ядрах с определенной частотой. Допустим, 1 ядро имеет тактовую частоту в 3 ГГц, т.е. может выполнить 3 млрд вычислительных операций за секунду (такт). Но современные ОС (Windows, Linux, MacOS) запускают более 3 млрд процессов, т.е. пользователь начинает сталкиваться с таким понятием как прерывание: ЦП физически не успевает обрабатывать все сразу и начинает переключаться на самые приоритетные задачи.

Логика здесь элементарная: присмотреться к многоядерным и многопоточным решениям. Разгон не дает линейного прироста в производительности, иначе такие гиганты как Intel и AMD выпускали бы процессоры на 5-6 и более ГГц.

Польза от повышения частоты есть, но она нивелируется увеличенным энергопотреблением и сокращением срока службы ЦП.

Многопоточность и все о ней

Многие наверняка слышали выражения из серии «2 потока», «4 потока», «8 потоков» и т.д. При этом физических ядер зачастую было в 2 раза меньше.

Эта технология имеет название HyperThreading (Intel) или SMT (AMD).

Многопоточность у красных появилась совсем недавно, с выходом чипов Ryzen на совершенно новом техпроцессе. Что это такое – тема отдельной статьи.

Цель функции заключается в том, что на 1 ядро может одновременно обрабатывать несколько потоков данных. Пока первый поток простаивает, а второй занимается вычислением, запущенное приложение может воспользоваться вакантной логической мощью для своих целей. В результате, прерывания случаются гораздо реже, а вы не ощущаете тормозов и прочих неудобств при работе.

Недостаток технологии заключается в следующем:

Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть фото Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть картинку Что означает 2 ядра 4 потока. Картинка про Что означает 2 ядра 4 потока. Фото Что означает 2 ядра 4 потокаЕсли очень грубо, то все кирпичи с одного места на другое можно перенести в одной руке (1 поток), либо в двух (2 потока), но человек при этом один (1 ядро) и устает одинаково при любых условиях, хоть его производительность фактически увеличивается вдвое. Иными словами, мы упираемся в производительность ЦП, а конкретней в его частоту.

Знакомы с понятием Turbo Boost? Процесс кратковременно повышает частоту процессора на несколько сотен мегагерц в особо сложных сценариях, чтобы вы не испытывали проблем при обработке сложных данных.

Сколько нужно ядер и потоков современному обывателю?

Как я уже сказал выше, современные ОС падки на ресурсы процессора, поскольку отнимают часть мощностей на собственные службы, интерфейс, красивости и функции защиты в реальном времени. Но при этом пользователь хочет еще и работать с комфортом.

Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть фото Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть картинку Что означает 2 ядра 4 потока. Картинка про Что означает 2 ядра 4 потока. Фото Что означает 2 ядра 4 потока

Вместо итогов

Практика показывает, что современный универсальный ПК должен иметь в своем распоряжении как минимум 4 ядра/8 потоков, чего будет достаточно для большинства задач, связанных с обработкой данных. Хотя варианты из серии 6/12 выглядят более обещающими по той причине, что стоят они не намного дороже, а пользы от них больше.

В качестве «золотой» середины можем предложить свежий вариант модели, построенный на обновленной архитектуре Zen2. Он отлично справляется с играми, программами, распараллеливанием и обработкой данных, при этом отлично гонится(одним словом — стал популярным (появился в июле 2019)).

Надеемся, что вы почерпнули для себя полезную информацию, которая пригодится при подборе процессора для будущей системы. Следите за дальнейшими обновлениями, чтобы не пропустить новые статьи об анатомии ЦП.

Источник

Технологии многопоточности процессоров: принцип работы и сферы применения

Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть фото Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть картинку Что означает 2 ядра 4 потока. Картинка про Что означает 2 ядра 4 потока. Фото Что означает 2 ядра 4 потока

Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть фото Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть картинку Что означает 2 ядра 4 потока. Картинка про Что означает 2 ядра 4 потока. Фото Что означает 2 ядра 4 потока

Содержание

Содержание

Физические ядра, логические ядра, технологии многопоточности — все это разрабатывалось инженерами для увеличения производительности компьютерного железа, требования к которому постоянно растут. Программы и игры требуют все больше ресурсов. Как же производители процессоров увеличивают мощность своих детищ? Процессор является «сердцем» компьютера и выполняет вычисления, необходимые для работы софта. Модели CPU отличаются между собой даже в рамках одного семейства. Например, Intel Core i7 отличается от i5 технологией многопоточности под названием «Hyper-Threading», о которой далее пойдет речь (Core i3, i9, и некоторые Pentium также обладают данной технологией).

Принцип работы процессорных ядер и многопоточности

В современных операционных системах одновременно работает множество процессов.
Нагрузка от операционной системы на процессор идет по так называемому конвейеру, на который «выкладываются» нужные задачи для ядра. В качестве примера возьмем одно ядро процессора на частоте 4 ГГц с одним ALU (арифметико-логическое устройство) и одним FPU (математический сопроцеесор). Частота в 4 ГГц означает, что ядро исполняет 4 миллиарда тактов в секунду. К ядру по конвейеру поступают задачи, требующие исполнительной мощности, на которые тратится процессорное время.

Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть фото Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть картинку Что означает 2 ядра 4 потока. Картинка про Что означает 2 ядра 4 потока. Фото Что означает 2 ядра 4 потока

Часто происходят случаи, когда для выполнения необходимой операции процессору приходится ждать данные из кеша более низкой скорости (L3 кеш), или же оперативной памяти. Данная ситуация называется кэш-промах. Это происходит, когда в кэше ядра не была найдена запрошенная информация и приходится обращаться к более медленной памяти. Также существуют и другие причины, заставляющие прерывать выполнение операции ядром, что негативно сказывается на производительности.

Данный конвейер можно представить, как настоящую сборочную линию на заводе — рабочий (ядро) выполняет работу, поступающую к нему на ленту. И если необходимо взять нужный инструмент, работник отходит, оставляя конвейер простаивать без работы. То есть, исполняемая задача прерывается. Инструментом, за которым пошел рабочий, в данном случае является информация из оперативной памяти или же L3 кэша. Поскольку L1 и L2 кэш намного быстрее, чем любая другая память в компьютере, работа с вычислениями теряет в скорости.

На конвейере с одним потоком не могут выполняться одновременно несколько процессов. Ядро постоянно прерывает выполнение одной операции для другой, более приоритетной. Если появятся две одинаково приоритетные задачи, одна из них обязательно будет остановлена, ведь ядро не сможет работать над ними одновременно. И чем больше поступает задач одновременно, тем больше прерываний происходит.

Способы увеличения производительности процессоров

Разгон

При увеличении частоты ядра повышается количество исполняемых операций за секунду. Казалось бы, с возрастанием производительности процессора проблемы должны исчезнуть. Но все не так просто, как хотелось бы думать. Прирост от увеличения частоты ЦП нелинейный. Множество процессов все еще делят одно ядро между собой и обращаются к памяти. Кроме того, не решается проблема с кэш-промахами и прерываниями операций, поскольку объем кэша от разгона не изменяется. Разгон — не самый лучший способ решения проблемы нехватки потоков. В пример можно привести всю ту же сборочную линию: рабочий увеличивает темп работы, но по-прежнему не умеет собирать два и более заказа одновременно.

Увеличение количества потоков на ядро

В процессорах Intel данная технология носит название Hyper-Threading, а в процессорах от Amd — SMT. Производители добавляют еще один регистр для работы со вторым конвейером. Пока один поток простаивает, ожидая нужные данные, свободная вычислительная мощность может быть использована вторым потоком. На кристалл же добавлен еще один контроллер прерываний и набор регистров.

Появляется возможность избавиться от последствий прерывания операций и сокращения времени простоя процессорной мощности. Благодаря чему ядро с двумя потоками выполняет больше работы за одинаковый отрезок времени, нежели в случае с однопотоком. На примере с рабочим: у конвейера появляется вторая сборочная линия, на которую выкладываются заказы. Пока производство на первой ленте простаивает в ожидании нужных инструментов, рабочий приступает к работе на второй ленте, сокращая время перерыва.

Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть фото Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть картинку Что означает 2 ядра 4 потока. Картинка про Что означает 2 ядра 4 потока. Фото Что означает 2 ядра 4 потока

Стоит учитывать, что логический поток это не второе ядро, как может показаться с первого взгляда. Это лишь дополнительная «линия производства», чтобы более эффективно использовать доступную мощность. Из минусов технологии Hyper-Threading или SMT можно выделить увеличение тепловыделения, недостаток кэша (кэш на два потока по-прежнему общий), и проблемы с оптимизацией некоторых программ или игр, не способных отличать настоящее ядро от логического потока.

Именно по этой причине процессоры серии i7 «горячее» и имеют больше кэша по сравнению с i5. Использование технологии многопоточности может принести примерно до 30 % прироста производительности. Все это применимо как к Intel Hyper-Threading, так и к AMD SMT, поскольку технологии во многом схожи. Может возникнуть вопрос: «Если можно добавить второй поток, то почему бы не добавить третий и четвертый?» Это реализуемо, но не имеет смысла, поскольку кэш одного ядра достаточно мал для большего количества потоков и прироста производительности практически не будет.

Увеличение количества ядер

Это самый действенный способ решения проблемы, поскольку каждый конвейер теперь располагает своим FPU, ALU и кэшем, который не придется делить с другим потоком. Разные процессы используют разные ядра, из-за чего реже происходят кэш-промахи и конфликты приоритетных задач. Способ, разумеется, несет в себе некоторые издержки для производителей: дороговизна разработки и производства, увеличение тепловыделения и размера кристалла, и, как результат, повышается итоговая стоимость процессора.

Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть фото Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть картинку Что означает 2 ядра 4 потока. Картинка про Что означает 2 ядра 4 потока. Фото Что означает 2 ядра 4 потока

Сферы применения многопоточных процессоров

С развитием компьютерных технологий перечень программ, использующих многопоточность, неуклонно растет. Это дает огромный простор разработчикам для создания нового софта и игр. Например, сейчас каждый современный triple-A проект оптимизирован для многопоточных процессоров, что позволяет наслаждаться игрой, получая высокий уровень fps на многоядерном CPU.

Еще больше распространены многоядерные системы в среде разработчиков. Программы для 3D-моделирования, монтажа видео и создания музыки требуют параллельного выполнения большого количества задач, с чем хорошо справляются системы с Hyper-Threading или SMT. В операционных системах мощность одного потока может тратиться на фоновые задачи (Skype, браузер, мессенджер), в то время как остальные задействуются для тяжелой игры или программы.

Но далеко не всегда увеличение количества потоков означает увеличение общей производительности. Почему же SMT процессоры порой уступают немногопоточным собратьям? Дело в программной поддержке. Иногда плохо оптимизированные программы не могут отличать логический поток от настоящего ядра, из-за чего на одно ядро может попасть две тяжелых задачи и замедлить работу. Тем не менее, подобные технологии имеют огромный потенциал, главное — грамотно реализовать его на программном уровне.

Источник

Правила выбора процессора – важные характеристики CPU

Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть фото Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть картинку Что означает 2 ядра 4 потока. Картинка про Что означает 2 ядра 4 потока. Фото Что означает 2 ядра 4 потока

Типы, маркировка и модели процессоров

Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть фото Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть картинку Что означает 2 ядра 4 потока. Картинка про Что означает 2 ядра 4 потока. Фото Что означает 2 ядра 4 потока

Процессоры Intel

Начнем с процессоров Intel. В течение многих лет эти устройства доминировали на рынке, предлагая высокую производительность во всех применения. Что означают различные названия и символы?

Серия процессора

Начнем с серии процессоров. Чем отличаются друг от друга семейства Core, Pentium и другие?

Intel Core i9 – это последняя серия процессоров, предлагается от двух поколения (8 и 9), причем только модель i9-9900K дебютировал в качестве потребительского процессора. В настоящее время это 8-ядерный и 16-поточный процессор. Предназначен для самых требовательных пользователей, которые, кроме игр, занимаются также обработкой видео, трансляцией на YouTube и созданием 3D графики.

Intel Core i7 – эта серия включает самые высокопроизводительные потребительские процессоры (до выпуска выше указанного процессора i9). Последняя модель, i7-9700K имеет 8 ядер и такое же количество потоков – интересно, что это первый процессор из этой серии, который не поддерживает технологию HT (Hyper Threading). Также могут использоваться в качестве сердца полупрофессионального компьютера – для любительской обработки видео или рендеринга графики.

Intel Core i5 – процессоры, которые особенно любят игроки, так как они предлагают одно из лучших соотношений цена-качество. В настоящее время новейшей моделью является i5-9600K, который имеет 6 физических и логических ядер.

Intel Core i3 – процессоры, предназначенные для менее требовательных пользователей. Простые воскресные игры и мультимедиа – это задачи, для которых подходят эти процессоры. В настоящее время самое высокое положение в иерархии занимает модель i3-8350K, имеющая 4 ядра и 4 потока. Процессоры Intel Core i3 предыдущего поколения поддерживают технологию Hyper Threading и имели 2 физических и 4 логических ядра.

Intel Pentium – до недавнего времени это были процессоры Intel Pentium G, D, N или J, а ещё раньше просто Intel Pentium, однако, в настоящее время они делятся на:

Процессоры Pentium, как правило, упускались из виду, если компьютер собирался для требовательных играх. Однако, это изменилось с момента релиза Intel Pentium G4560, который ввел в эту серию поддержку технологии HT, а сам он стал очень популярным процессором в дешевых компьютерах для игр.

Intel Celeron – это просто процессоры, которые делятся на:

Всё семейство характеризуется низкой производительностью, которой, впрочем, достаточно для офисных компьютеров.

Intel Core m – мобильные процессоры с очень низким энергопотреблением. Однако, это связано с низкой производительностью. В настоящее время последняя модель м3-8100Y имеет 2 ядра и 3 потока, а базовая частота составляет 1,10 Ггц. Очевидно, это имеет свои плюсы – TDP процессора составляет всего 5 Вт.

Intel Atom – это наименее мощные процессоры, предназначенные для простых компьютеров Из известных процессоров можно назвать:

Это, однако, конкретные механизмы, предназначенные для конкретных пользователей, которыми, скорее, являются фермы серверов и профессиональные рабочие станции.

Номера моделей процессоров

На первый взгляд, увидев название Intel Core i7-8650U, можно подумать, что кто-то ударил кулаком по клавиатуре, и таким образом возникло это название. Однако, Вы уже знаете, что означает Intel Core i7. Давайте перейдём к цифрам, что скрывается 8650?

В соответствии с тем, что указывает производитель, первая цифра означает поколение – в данном случае восемь. Всё остальное называется SKU, то есть идентификатор для управления данным товаром. Вот и вся тайна.

Маркировка процессоров

Продолжим с нашим примером – Intel Core i7-8650U. Что означает U в конце? Что означают остальные буквы?

Кроме того, вы можете встретить объединение двух обозначений:

Процессоры AMD

Вместе с выпуском процессоров Ryzen, устройства AMD выросли в популярности. Что означают различные названия и символы?

Серия процессоров

AMD имеет меньший ассортимент процессоров. Чем они отличаются друг от друга?

AMD Ryzen 7 – это высший в иерархии процессоров. В настоящее время здесь царит модель Ryzen 7 2700X, оснащенная 8 ядрами и 16 потоками. Отлично зарекомендовали себя в таких областях, как обработка видео или отрисовка графики, но также будут отличным выбором для игр и стриминга.

AMD Ryzen 5 – безусловно, чаще встречаются в компьютерах игроков и полупрофессионалов. Наиболее эффективная модель Ryzen 5 2600X имеет 6 ядер и 12 потоков.

AMD Ryzen 3 – это простая и недорогая конструкция, предназначенная для мультимедийных компьютеров, на которых играют довольно редко. В настоящее время наиболее эффективная модель – это Ryzen 3 2200G, которая имеет 4 ядра и 4 потока и интегрированную графику Radeon Vega 8.

AMD Athlon – в настоящее время в состав этой семьи (архитектура Zen) входит один процессор – Athlon 200GE (2R/4W), который включает в себя интегрированную графику Radeon Vega 3. Вместе с тем, это отличный выбор дешевого набора для спортивных игр и других игр, не требующих больших ресурсов.

Как и в случае процессоров Intel, среди продукции AMD есть несколько серий, которые мы пропустили:

Они предназначены для серверов и профессиональных рабочих станций. Мы также не упомянули старые процессоры, например, серия FX, так как они больше не поддерживаются.

Номера моделей процессоров

Цифровые обозначения очень похожи на те, которые применяются Intel. Возьмём, к примеру, процессор AMD Ryzen 7 2700X. AMD Ryzen 7 означает семейство. Первая цифра – в данном случае 2 – обозначает поколение процессора. Остальные – чем больше, тем выше производительность.

Маркировка процессоров

Нашлось место и для букв в конце названия. В нашем примере, AMD Ryzen 7 2700X, это – X. Что означают эти и другие символы?

Составные части процессора

Номенклатура позади, давайте перейдём к следующим понятиям. На что обратить внимание в первую очередь, когда вы изучаете спецификацию процессора?

Ядра и потоки процессора

От этих двух вещей зависит производительность системы. Давайте начнем с ядер. В настоящее время самые популярные процессоры имеют от 4 до 8 ядер. Теоретически чем больше, тем лучше, хотя это не так просто, поскольку многое зависит от их производительности, которая, в свою очередь, зависит от архитектуры. Но это уже тема на отдельной статьи. Кроме того, не каждому будет нужно 8 ядер – но об этом будет дальше.

Потоки, которые называются также логическими ядрами, не менее важны. По умолчанию количество потоков равно количеству ядер. Однако, существует две технологии, которые вдвое увеличивают количество логических ядер. В случае процессоров Intel мы говорим о Hyper Threading (HT), а в случае AMD – это Simultaneous Multithreading (SMT). Созданные таким образом дополнительные потоки менее эффективным, чем физические ядра. В результате 4-ядерный и 8-поточный процессор может быть менее эффективным, чем 6-ядерный с 6 потоками.

Тактовая частота процессора

Просмотрев спецификацию, обратите внимание на то, какая указана тактовая частота – базовая или в режиме turbo. Базовая тактовая частота ядра в процессорах составляет примерно 3.0-4.0 Ггц, а в турбо-режиме – от 4.20 Ггц до 5.0 Ггц. Помните, однако, что тактовая частота в турбо-режиме достижима только на короткое время, и часто только на одном из ядер.

Старайтесь выбирать модели с высокой базовой частотой, однако, помните, что некоторые процессоры можно разогнать.

Кэш-память процессора

Что такое кэш-память процессора? В простейшем изложении – это такой мини-диск, в котором процессор хранит данные, которые предположительно будут необходимы в ближайшем будущем.

Различают 3 уровня памяти – L1, L2 и L3, причем последний является «долгосрочной» памятью, время доступа к ней самый длинное и она самая вместительная. В настоящее время процессоры имеют от 4 МБ до 20 МБ кэш-памяти.

На что обратить внимание при выборе процессора

Это были 3 основных характеристики компьютерного процессора – теперь время для всего остального.

TDP процессора

Thermal Design Power – это, в теории, параметр, который указывает количество тепла выделяемое процессором, выраженное в ваттах (Вт). В теории, потому что как Intel, так и AMD используют различную методику оценки этого значения, поэтому значения в графе TDP имеют разный смысл.

AMD определяет максимальную мощность, которую процессор может принять и отдать в виде тепла. Intel определяет TDP как максимальную потребляемую мощность в виде тепла, когда процессор загружен приложениями.

В действительности, этот параметр имеет значение при выборе системы охлаждения, которая должна иметь запас производительности.

Интегрированная графическая система

Если ищите компьютер по низкой цене или предназначенный для мультимедиа, то стоит рассмотреть интегрированную графическую систему. Почти все процессоры Intel имеют встроенный процессор Intel ultra-hd Graphics, а в случае процессоров Ryzen ищите маркировку G.

Технологический процесс

По-другому называется литография. Именно от него, в значительной степени, зависит потребность в энергии и то, как много тепла будет выделять процессор. Современные процессоры Intel производятся в 12-нанометровому техпроцессу. Чипы AMD также изготовлены в литографии 12 нм, однако, обе компании используют немного другие детерминанты, и эти значения де-факто не равны.

Чем выше технологический процесс, тем больше тока будет потреблять процессор и тем больше тепла будет создавать.

Какой процессор купить для игр

Для игр лучшим выбором остаются процессоры Intel. Никто не говорит, что они более выгодны – они просто мощнее. Это факт, с которым невозможно спорить, и это подтверждают многочисленные испытания. Можно было бы на этом закончить и сказать – купи мощнейший и самый дорогой процессор Intel. Но мы, в соответствии с нашим девизом, хотим принять разумный выбор. Поэтому мы не укажем одну конкретную модель (рекомендуемые процессоры находятся ниже), а параметры, которыми такой процессор должен обладать.

На данный момент для игр достаточно 4 ядер – выше этого значения увеличение производительность довольно сомнительное, конечно, всё чаще приходится слышать, что это может измениться, поэтому рекомендуем выбрать процессор, по крайней мере, на 6 ядер, например, Intel Core i5-8600K.

Базовая тактовая частота процессора не должна быть меньше, чем 3.0 Ггц. А если говорить о кэш-памяти, то это должно быть не менее 6-8 МБ.

Большинство настольных компьютеров для игр имеет внешние видеокарты, но может случиться, что это будет бюджетная конструкция. В таком случае, лучшим выходом будут процессоры AMD Ryzen с графикой Radeon Vega 8 и, возможно, процессор Athlon 220GE, который превосходит интегрированную графику процессоров Intel.

Какой процессор для офиса

Офисным компьютерам требуется гораздо меньше, чем десктопам игроков. В этом случае достаточным будет 2 ядер с 4 потоками. Тактовая частота ядра может колебаться в пределах 3.00 Ггц. В этом случае, скорее всего, не будет использоваться внешняя видеокарта, а для офисных приложений будет вполне достаточно системы Intel ultra-hd Graphics. Интегрированные GPU в процессорах AMD, конечно, также подходят – они даже лучше, чем Intel.

Какой процессор для профессионала

Для работы с видео или графикой лучше всего подходят процессоры Ryzen – в основном, из-за количества ядер и потоков. Для этих целей всегда стоит выбирать процессор с как можно большим количеством ядер – по крайней мере 6 или 8, и технологией HT или SMT. Эти процессоры имеют высокие частоты, близкие к 4.0 Ггц, и около 10 до 20 МБ кэш-памяти.

Источник

Ядра или потоки: выясняем что важнее для процессора

Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть фото Что означает 2 ядра 4 потока. Смотреть картинку Что означает 2 ядра 4 потока. Картинка про Что означает 2 ядра 4 потока. Фото Что означает 2 ядра 4 потока

В спецификации каждого процессора обязательно присутствует информация о количестве ядер и потоков. Правила «чем больше, тем лучше», в этой ситуации никто не отменял, но давайте выясним, в каких задачах виртуальные ядра способны дать ощутимый прирост производительности, а в каких останутся бесполезными.

Зачем процессору несколько ядер?

Вот поэтому процессор – это мозговой центр каждого компьютера, отвечающий за его вычислительные способности и скорость работы.

Первые процессоры были едиными устройствами, которые принимали команды и выполняли их в строгой очередности. Одно ядро позволяло выбирать процессор при покупке только по показателям частоты. А недостаток производительности на первых порах компенсировали созданием двух- и многопроцессорных конфигураций. В таких сборках команды пользователя на ввод обрабатывал первый процессор, а остальные операции по возможности равномерно распределялись между остальными. Для сборки таких систем использовались двухпроцессорные платы или конфигурации на несколько сокетов.

Следующим шагом производители создали многоядерную архитектуру, позволяющую на площади, казалось бы, небольшого микрочипа размещать несколько вычислительных центров, которые по сути являлись самостоятельными процессорами. Так в продаже появились двух-, четырех- и восьмиядерные устройства, которые обрабатывали сразу несколько потоков информации.

Позже корпорация Intel в линейке процессоров Pentium внедрила техническую возможность выполнения одним ядром двух команд за такт, что стало началом новой эпохи в компьютерных технологиях – гиперпоточности процессоров. А сейчас специалисты компании активно работают над новой технологией реализации четырех потоков на одном ядре, и уже в ближайшее время подобные процессоры будут представлены публике.

Чем отличаются ядра и потоки

Ядро – это самостоятельный вычислительный блок в архитектуре процессора, способный выполнять линейную последовательность задач за определенный период времени. Если нагрузить одно ядро несколькими последовательностями задач, то оно будет попеременно переключаться между ними, обрабатывая по одной задаче из каждого потока. В масштабах системы это приводит к замедлению работы программ и сервисов.

Поток – это программно выделенная область в физическом ядре процессора. Такая виртуальная реализация позволяет разделять ресурсы ядра и работать параллельно с двумя разными последовательностями команд. Таким образом операционная система воспринимает поток, как отдельный вычислительный центр, следовательно, ресурс ядра используется более рационально, и скорость вычислений увеличивается.

Стоит ли ожидать удвоения производительности?

Виртуальное разделение вычислительной мощности процессора на потоки называется гиперпоточностью. На практике это не физическое увеличение количества ядер, следовательно, и вычислительный потенциал процессора остается постоянным.

Гиперпоточность – это инструмент, позволяющий процессору более оперативно выполнять команды операционной системы и распределять вычислительный ресурс.

Таким образом, удвоенное количество потоков по отношению к ядрам способно повысить эффективность процессора за счет одновременного выполнения нескольких задач каждым ядром. Но прирост, даже по заверениям лидера рынка в производстве процессоров Intel будет находиться в пределах 30%.

А вот об увеличении энергопотребления и чрезмерном нагреве волноваться не стоит. Так как виртуальное разделение выполнено на производстве, то компанией просчитаны все рабочие параметры, такие как мощность и TDP, указанные в спецификации.

Что выбирать: ядра или потоки?

Поскольку ядра – это физические «мозговые центры», занимающиеся вычислениями, то за общую производительность центрального процессора отвечают именно они. Поэтому количеством ядер, ну и еще частотой процессора определяется его производительность.

Но и количество потоков также заслуживает внимания. Разберем на примере:

Двухъядерный процессор с двумя потокам нагружается операционной системой четырьмя параллельными последовательностями команд, например, от открытых игр и программ. Команды так и останутся в четырех «очередях», и ядра будут попеременно производить вычисления из каждой. При этом производительность ядра зачастую избыточна для обработки одной команды. Поэтому часть вычислительного потенциала ядра, а значит и процессора останется в резерве.

Если же взять аналогичный процессор с двумя ядрами, но уже на четыре потока, то все четыре очереди будут задействованы одновременно, по максимуму загружая ядра. Следовательно, задачи будут решены быстрее, а простоя вычислительных мощностей удастся избежать.

На практике это дает нам возможность одновременно запускать несколько программ: работать с документами, слушать музыку, общаться в мессенджерах и выполнять поиск в браузере. При этом программы будут работать эффективно, быстро, без торможений и зависаний.

Таким образом, чем больше ядер будет в процессоре, тем выше его производительность и скорость выполнения различных задач. А удвоенное количество потоков позволяет повысить эффективность процессора и задействовать его технический потенциал на полную.

В заключении интересное видео от компании Intel о том, как они создают микрочипы.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *