Постоянное развитие компьютеров требует, чтобы он был быстрее, сильнее и лучше. Это требование побуждает компании пытаться найти способы сделать компьютеры более быстрыми и более мощными процессорами. Это породило такие технологии, как двухъядерные и четырехъядерные процессоры. Двухъядерные и четырехъядерные процессоры также известны как многоядерные процессоры.

Двухъядерный процессор — это тип центрального процессора (ЦП), который имеет два полных исполнительных ядра. Следовательно, он имеет объединенную мощность двух процессоров, их кешей и контроллеров кеша на одном чипе. Это делает двухъядерные процессоры хорошо подходящими для многозадачности. Двухъядерные процессоры имеют два ядра, которые имеют независимый интерфейс с внешней шиной. Каждое ядро ​​имеет свой кеш. Это позволяет операционной системе иметь достаточно ресурсов для параллельной обработки интенсивных задач.

Dual Core — это общее название для любого процессора с двумя ядрами любого производства. Однако благодаря маркетингу и преобладанию Intel на рынке процессоров, двухъядерные процессоры стали синонимом Intel Pentium Dual Core. Иногда его также можно использовать для обозначения линейки Intel Core 2 Duo. AMD, основной конкурент Intel, также имела двухъядерный процессор под брендом x2.

Четырехъядерные процессоры — это следующий шаг после двухъядерных. В соответствии со своим названием, четырехъядерный процессор относится к процессорам, имеющим четыре независимых центральных процессора, которые могут читать и выполнять инструкции. Четырехъядерные процессоры фактически состоят из двух двухъядерных процессоров, где процессоры 1 и 2 будут совместно использовать один и тот же кэш-память, а процессоры 3 и 4 — один. Процессор Incase 1 должен взаимодействовать с процессором 3; это должно было быть через внешний автобус фронта. И Intel, и AMD выпустили четырехъядерные процессоры.

Хотя четырехъядерный процессор является более быстрой и лучшей технологией, он также имеет некоторые ограничения. Реальная производительность четырехъядерного процессора часто отсутствует из-за внешних проблем. Одной из таких проблем является нагрев, каждый сердечник вырабатывает много тепла во время работы, поэтому четыре сердечника требуют мощных мер охлаждения, таких как жидкостное охлаждение (которое труднее имплантировать) или снижение общей скорости сердечника. Это обеспечивает падение производительности ядер. Другая проблема, которая возникает, — это аппаратное обеспечение, хотя процессоры были обновлены, аппаратное обеспечение еще не дошло до процессора. Из-за этого во время выполнения тяжелых задач данные процессоров могут стать более перегруженными.

Несмотря на то, что с четырехъядерным процессором есть небольшие ограничения, вскоре ожидается, что он будет решен. Ожидается, что вспомогательное оборудование и программное обеспечение вскоре догонят эти ядра. В разработке находятся и другие многоядерные процессоры, в том числе шестиядерный процессор с шестью ядрами и восьмиъядерный процессор с восемью ядрами.

Что такое ядро?

Каждое ядро процессора фактически – отдельный центральный процессор, выполняющий работу и являющийся составной частью всего процессора (CPU). Например, двухъядерный чип может быть похож на одноядерный чип, но на самом деле он имеет два физических центральных процессора на чипе.

Дополнительные центральные процессоры позволяют компьютеру делать несколько задач одновременно. Если вы когда-либо использовали одноядерный процессор и после этого сделали апгрейд до двухъядерного процессора, то вы должны были заметить значительную разницу в производительности вашего компьютера и его реакции на поставленные задачи.

Давайте предположим, что вы извлекаете из архива файлы и занимаетесь просмотром веб-страниц в браузере одновременно. Если у вас на компьютере одноядерный процессор, то просмотр веб-страниц будет не очень комфортным. Одноядерному процессору придется разделить свое время между веб-страницами и извлечением файлов из архива.

Если у вас двухъядерный процессор с двумя ядрами, то одно ядро будет работать на извлечении файлов, а второе – будет обеспечивать беспроблемный просмотр страниц в веб-баузере.

Не важно, делаете ли вы несколько дел одновременно или нет, ваш компьютер часто выполняет некоторые системные задачи в фоновом режиме, и благодаря дополнительным ядрам, вы можете сделать вашу систему более отзывчивой. К примеру, Google Chrome выделяет для каждого открытого веб-сайта отдельный процесс. Это позволяет Google Chrome использовать различные процессоры для различных сайтов, а не использовать отдельный процессор (CPU) для обработки всех задач связанных с браузером.

Что такое «Dual Core» и «Quad Core»?

Эра двухъядерных процессоров завершается, а четырёхъядерные процессоры постепенно уходят в прошлое

Онлайн-сервис Steam это не только игры, но ещё и регулярный источник занимательной статистики. На этот раз он предоставил информацию о количестве ядер в центральных процессорах, установленных в игровые компьютеры пользователей площадки.

Согласно свежим данным, собранным Steam, 6-ядерные и 8-ядерные процессоры быстро набирают популярность. Увеличение количества 6-ядерных моделей процессоров в системах пользователей началось в конце 2017 года. Это абсолютно закономерно, ведь именно тогда компания Intel представила свои первые 6-ядерные процессоры семейства Coffee Lake для настольных массовых платформ. Бытует обоснованное мнение, что к этому компанию Intel подтолкнул выход на рынок первых доступных 6-ядерных моделей AMD RYZEN.

Из представленного графика мы видим, что рост популярности 8-ядерных процессоров начался годом позже. И это несмотря на то, что 8-ядерные процессоры AMD RYZEN были доступны уже в первом квартале 2017-го года. Видимо тогда пользователи ещё не до конца осознали необходимость наличия в своей системе процессора с таким большим количеством ядер. Безусловным фактором является и вопрос цены. Ведь даже сейчас 6-ядерные модели остаются наиболее популярными у расчётливых покупателей. Тем не менее в конце 2018 года 8-ядерные процессоры начали своё неторопливое шествие к пику популярности. Занимательно, что примерно в это время компания Intel представила свои массовые 8-ядерные модели (например i7-9900k).

реклама

А вот доля 2-ядерных моделей с конца 2017 с переменным, но всё же неуклонным успехом начинала падать. В настоящее время доля 2-ядерных моделей на руках у пользователей практически сравнялась с долей 8-ядерных процессоров. Однако направления у них противоположенные. Это однозначно говорит о том, что эра 2-ядерных процессоров подходит к своему логическому завершению.

4-ядерные CPU по-прежнему являются самыми массовыми в статистике Steam, но с 2019 года их доля плавно снижается. Интересен практически ажиотажный рост количества 4-ядерных моделей в 2017-го году, когда доля 4-ядерников за короткое время достигла уровня более 70 процентов. Он практически совпал с моментом анонса массовых 6-ядерников от AMD и Intel. Может ли это быть связано с выбросом большого количества 4-ядерных процессоров Xeon на китайские торговые площадки — угадать невозможно.

Таким образом, вполне наглядно видно, что всё больше и больше пользователей отдает предпочтение 6-ядерным и 8-ядерным центральным процессорам в своих системах, а эта 2-ядерников стремительно заканчивается. Не за горизонтом и закат 4-ядерных моделей, несмотря на то, что в настоящее время они доминируют в общем парке компьютеров.

Сколько тебе нужно ядер для игр?

Проблема XXI века — выбор количества ядер в процессоре. Производительность моделей от Intel и AMD отличается по многим параметрам и в разных задачах. Где-то в приоритете большее количество ядер, где-то производительность на ядро и высокая частота. Мы народ простой — играем в игры. Сколько же ядер выбрать нам?

реклама

Про ядра.

Простым языком, количество ядер решает, как много задач процессор сможет обрабатывать одновременно. Когда-то все процессоры были одноядерными и не поддерживали многозадачность. Они умели только быстро переключаться между приоритетными задачами. С выходом процессоров Athlon и Pentium, на потребительский рынок поступили первые многоядерные «камни». Произошла так называемая «ядерная революция», их количество росло не по дням, а по часам. На текущий момент среди пользовательского сегмента есть 4, 8, 16 и даже 32-х ядерные модели. Серия AMD Ryzen на количестве ядер «собаку съела».

Совсем недавно, все компьютерные игры могли пользоваться только одним физическим ядром, установка двухъядерного процессора во многом ничего не давала. С течением времени, производители игр научились использовать большое количество ядер, что положительно сказалась на игровой производительности.

реклама

Вскоре после выхода многоядерных процессоров появилась технология многопоточности — Hyper-threading от Intel и SMT от AMD.
Технология позволяет разделить физическое ядро на два логических потока. Обработка происходит в режиме последовательности и гораздо быстрее обычного ядра. Заменяют ли логические ядра полноценные физические – да! Взгляните на статистический бенчмарк.

Из таблицы следует, что производительность многопоточного двухъядерного процессора практически сопоставима с полноценным четырехъядерным. Так процессор i3 седьмого поколения с 4-мя логическими потоками в играх оказался быстрее, чем i5 шестого поколения с полноценными 4-мя ядрами. Дальнейший же рост количества ядер и потоков не приносит каких-либо существенных результатов.

В играх важно не количество ядер, а их эффективность. Яркий тому пример процессоры AMD серии FX. Они были выпущены в 2011 и 2012 годах, опирались исключительно на максимальное число ядер. В свое время они сделали прорыв в многоядерности, что послужило хорошим толчком для компании. Шли годы, серия FX стагнировала, а Intel продолжала развивать свои ядра. В конечном итоге, двухъядерный многопоточный Intel Pentium 4560 оказался быстрее в игровых проектах, чем 8-ми ядерный «камень» от AMD.

Еще один пример «плохих» ядер — это старые серверные процессоры серии Xeon. В последнее время на них увеличился спрос из-за моды на количество потоков, а также снижение стоимости на б.у. рынке. По цене «гипер пня» можно приобрести двадцатипоточный процессор с неплохой производительностью. Только существует одна загвоздка. Этот процессор, отлично выполняющий задачи в технических областях, совершенно не приспособлен для игр. Если вы на пороге покупки Xeon, то лучшим выбором будет процессор с максимальным количеством ядер и максимально возможной частотой. Производительность на ядро у них далека от современной и напоминает серию FX. Но в отличие от последних у Xeon’a гораздо больше ядер, что и компенсирует их низкую производительность. В конечном итоге получается, что старые 20-ти поточные серверные процессоры дотягивают по игровой производительности только до i5 серии Intel последних поколений.

реклама

Про производительность.

Для того, чтобы проверить игровую производительность в различных вариациях ядер и потоков, возьмем десятиядерный двадцатипоточный Intel Core i9 7900X. Будем делать из него различные комбинации и смотреть на разницу игровой производительности. Также в тест будет добавлен AMD Ryzen 7 2700X на базовых частотах и с использованием всех ядер.

Тестовый стенд:

  • Процессор — Intel Core i9 7900X Skylake-X 10-core CPU @ 4.5 ГГц.
  • Материнская плата — ASUS Strix X299-XE Gaming.
  • Память — G.Skill Trident Z 32 ГБ DDR4-3200 CL14.
  • Видеокарта — NVidia GeForce GTX 1080 Ti.
  • Накопитель — 2x SSD Samsung 840 Evo 1ТБ.
  • ОС — Windows 10 64-bit.
Читайте также:  Запуск блока питания без материнской платы

реклама

Двухъядерный процессор хоть и выдает играбельный фпс, сильно тормозит карту. Правильным выбором будет процессор 4 — 6 ядерный с поддержкой Hyper-threading или без нее. С ростом разрешения, производительность упирается в видеокарту, тут двухъядерный процессор выдает сопоставимый результат.

Эта игра видимо не знает, что такое потоки и ядра. Результат в пределах погрешности одинаков.

Здесь мы так же удостоверились, что 4 ядра вполне хватает для «раскрытия» видеокарты.

Так же как и Call of Duty, данный проект либо не умеет использовать больше чем 4 потока, либо настолько хорошо оптимизирован, что ему вполне хватает и двухъядерного процессора для максимальной производительности.

С 4-х поточными Pentium и i3 к этой игре лучше не подходить. Начиная с четырех ядер, роста производительности практически нет.

Про выбор.

Все вы слышали своих друзей о том, что у них с покупкой новой видеокарты процессор перестал ее «раскрывать». Так сколько ядер нужно на «раскрытие»? Современные ядра, начиная с 6-ой генерации Intel и линейки Ryzen от AMD, имеют отличные показатели производительности на ядро. Согласно таблице выше, нет никакой нужды на сегодняшний день использовать для игр современный процессор с числом ядер больше четырех. Он может быть как многопоточным, так и с физическими ядрами. По результатам игрового тестирования видно, что в некоторых проектах есть небольшой отрыв восьмипоточного процессора от четырехъядерного процессора без Hyper-threading. Шестиядерные Coffee Lake последнего поколения отлично прикроют этот малый недочет. Получается лучший выбор на текущий момент — это процессоры серии i5 и Ryzen 5. Их производительности будет достаточно, чтобы «раскрыть» видеокарту высокого класса в FullHD. Все, что имеет большее количество ядер и потоков, это пустая трата денег. Единственная оправданная покупка таких процессоров кроется в использовании двух и более видеокарт для игр в 4-8к разрешениях.

Чем восемь ядер процессора смартфона лучше четырех?

Qualcomm Snapdragon

Qualcomm Snapdragon

В чем различия между четырехъядерными и восьмиядерными процессорами смартфонов? Объяснение достаточно простое. В восьмиядерных чипах в два раза больше процессорных ядер, чем в четырехъядерных. На первый взгляд восьмиядерный процессор представляется вдвое более мощным, не так ли? На самом деле ничего подобного не происходит. Чтобы понять, почему восьмиядерность процессора не удваивает производительность смартфона вдвое, потребуются некоторые пояснения. Будущее в сфере процессоров смартфонов уже наступило. Восьмиядерные процессоры, о которых совсем недавно можно было только мечтать, получают все большее распространение. Но, оказывается, их задача состоит не в том, чтобы повысить производительность устройства.

Процессор

Процессор

Эти пояснения были опубликованы Йоном Манди (Jon Mundy) в статье «Octa-core vs Quad-core: Does it make a difference?» на страницах ресурса Trusted Reviews.

Четырех- и восьмиядерные процессоры. Производительность

Сами термины «восьмиядерный» и » четырехъядерный» отражают число ядер центрального процессора.

Но ключевое различие между этими двумя типами процессоров — по крайней мере по состоянию на 2015 год — состоит в способе установки процессорных ядер.

В четырехъядерном процессоре все ядра способны работать одновременно, обеспечивая быструю и гибкую многозадачность, делая более ровными 3D-игры и повышая скорость работы камеры, а также осуществляя другие задачи.

Современные восьмиядерные чипы, в свою очередь, просто состоят из двух четырехъядерных процессоров, которые распределяют между собой различные задачи в зависимости от их типа. Чаще всего в восьмиядерном чипе присутствует набор из четырех ядер с более низкой тактовой частотой, чем во втором наборе. Когда требуется выполнить сложную задачу, за нее, разумеется, берется более быстрый процессор.

Более точным термином, чем «восьмиядерный» стал бы «двойной четырехъядерный». Но это звучит не так красиво и не подходит для маркетинговых задач. Поэтому эти процессоры называют восьмиядерными.

Зачем нужны два набора процессорных ядер?

В чем причина сочетания двух наборов процессорных ядер, передающих задачи один другому, в одном устройстве? Для обеспечения энергоэффективности.

Более мощный центральный процессор потребляет больше энергии и батарею приходится чаще заряжать. А аккумуляторные батареи намного более слабое звено смартфона, чем процессоры. В результате — чем более мощен процессор смартфона, тем более емкая батарея ему нужна.

При этом для большинства задач смартфона вам не понадобится столь высокая вычислительная производительность, какую может обеспечить современный процессор. Перемещение между домашними экранами, проверка сообщений и даже веб-навигация — не столь требовательные к ресурсам процессора задачи.

Но HD-видео, игры и работа с фотографиями такими задачами являются. Поэтому восьмиядерные процессоры достаточно практичны, хотя элегантным это решение назвать трудно. Более слабый процессор обрабатывает менее ресурсоемкие задачи. Более мощный — более ресурсоемкие. В итоге сокращается общее энергопотребление по сравнению с той ситуацией, когда обработкой всех задач занимался бы только процессор с высокой тактовой частотой. Таким образом, сдвоенный процессор прежде всего решает задачу повышения энергоэффективности, а не производительности.

Все современные восьмиядерные процессоры базируются на архитектуре ARM, так называемой big.LITTLE.

Эта восьмиядерная архитектура big.LITTLE была анонсирована в октябре 2011 года и позволила четырем низкопроизводительным ядрам Cortex-A7 работать совместно с четырьмя высокопроизводительными ядрами Cortex-A15. ARM с тех пор ежегодно повторяла этот подход, предлагая более способные чипы для обоих наборов процессорных ядер восьмиядерного чипа.

Некоторые из основных производителей чипов для мобильных устройств сосредоточили свои усилия на этом образце «восьмиядерности» big.LITTLE. Одним из первых и наиболее примечательных стал собственный чип компании Samsung, известный Exynos. Его восьмиядерная модель использовалась начиная с Samsung Galaxy S4, по крайней мере в некоторых версиях устройств компании.

Сравнительно недавно Qualcomm также начала применение big.LITTLE в своих восьмиядерных чипах Snapdragon 810 CPU. Именно на этом процессоре базируются такие известные новинки рынка смартфонов, как HTC One M9 и G Flex 2, ставший большим достижением компании LG.

В начале 2015 года NVIDIA представила Tegra X1, новый суперпроизводительный мобильный процессор, который компания предназначает для автомобильных компьютеров. Основной функцией X1 является его вызываемый консольно («console-challenging») графический процессор, который также основывается на архитектуре big.LITTLE. То есть он также станет восьмиядерным.

Велика ли разница для обычного пользователя?

Велика ли разница между четырех- и восьмиядерным процессором смартфона для обычного пользователя? Нет, на самом деле она очень мала, считает Йон Манди.

Термин «восьмиядерный» вносит некоторую неясность, но на самом деле он означает дублирование четырехъядерных процессоров. В итоге получаются два работающих независимо четырехъядерных набора, объединенных одним чипом для повышения энергоэффективности.

Нужен ли восьмиядерный процессор в каждом современном смартфоне. Такой необходимости нет, полагает Йон Манди и приводит пример Apple, обеспечивающих достойную энергоэффективность своих iPhone при всего двухъядерном процессоре.

Процессор

Процессор

Производительность [ править | править код ]

В приложениях, оптимизированных под многопоточность, наблюдается прирост производительности на многоядерном процессоре. Однако если приложение не оптимизировано, то оно не будет получать практически никакой выгоды от дополнительных ядер, а может даже выполняться медленнее, чем на процессоре с меньшим количеством ядер, но большей тактовой частотой. Это в основном приложения, разработанные до появления многоядерных процессоров, либо приложения, в принципе не использующие многопоточность.

Большинство операционных систем позволяют выполнять несколько приложений одновременно. При этом достигается выигрыш в производительности, даже если приложения однопоточные.

Правда ли, что 4-ядерный ноутбук не отличается от 2-ядерного?

А вот и да и нет. Все зависит от процессора. Например приведу пример Двухядерный Intel Core I3 скажем 8 покаления и четырехядерный Amd e2-3800. Вроде бы ядер больше, но есть куча факторов влияющих на производительность в целом. Основные, техпроцесс, кэш самого процессора, производительность на ядро, производительность в однопоточных/многопоточных процессах и прочее. Не всегда ядра равны производительности. Выбирайте грамотно. Большинство современных процессоров(если не все) распаяны в ноутбуках, поэтому, здесь действует правило, что купил, то купил.

Что такое ядра процессора и на что они влияют

Что такое процессор, знают 90% читателей. Остальные 10 %, это дети дошкольного возраста.

Процессор, это сердце компьютера, как человек с больным сердцем не пробежит стометровку, так и компьютер(со слабым процессором), не принесет владельцу никакой радости. Принято, что у CPU(процессора) выделяют три характеристики: частота(тактовая);многоядерность и технология. Рассмотрим многоядерность. Несмотря на то, что фирма интел лидер "камней", в деле многоядерных процессоров, корпорация не новатор. "Обставила" гиганта другая фирма, под названием IBM (что не удивительно) выпустив в 2001 году, первый двух ядерный процессор(пауэр 4). В начале 21 века, было принято копировать идеи, вспомните дирол с орбит, меринду с фантой, тампокс с оби и так далее. Поэтому не удивительно, что спустя четыре года, фирма АМД сделала "свою копию" в виде Athlon 64 X2. Разумеется двух ядерную. Зато через год, интел отличилась и выставила на рынок четырех ядерный процессор. Отмечу, что интел имел и экспериментальный образец, на базе 80 ядер, причем каждое работало на частоте 3 гигагерца. При том что этот образец демонстрировался в том же году что и выход на рынок четырёх ядерного. Впрочем, в 2020 году количества ядер в процессоре превышает 400 тысяч(компании TSMC(тайвань)).

Но вернемся к тому что такое ядро. Начнем с примера который плавно выльется в объяснение: 75% пользователей после загрузки виндовс начинают издеваться на компьютером: запускают музыку, открывают "контакт", чтобы пообщаться с друзьями, одновременно запускают фотошоп что бы подредактировать фотографии, а еще (например как автор) включают фильм и запускают программу для работы на пк. Не будем вдаваться в детали(что в браузере открываются 10 вкладок и программ 1 или даже 5). Задач у процессора хватает. Так вот ядро как помощник который забирает задачу и занимается обработкой вплоть до решения. Разумеется больше помощников(ядер) быстрее будут выполнены задачи. Но будет не справедливо, не упомянуть что такая "схема" работает только там где многоядерность прописана разработчиком. То есть например "винда" хорошо знакома с такой схемой и многоядерный процессор будет фаворитом. С другой стороны, в игре, где такого разделения на ядра нет, производительность "упадёт". По этой причине и не выпускают для домашних компьютеров, процессоры с 80-ю ядрами и выше. Разберем на примере. Представьте, что есть грузовик объемом груза 1 тонна. "Большегруз" медленный, но отвезет за 1 раз. И есть машина легковая, которая берет вес, по 500кг. Получается диллема: Отвезти тонну груза за 1 раз или "по-быстрому" сгонять и вернуться за второй партией. Этот пример показывает, что пока нет сложных задач, процессор с двумя ядрами будет работать так же как с одним. Но вот условия такие же (грузовик и легковушка), а вот задача изменилась: Груз в 2-х местах, по 500 кг. в каждом. Теперь уже, грузовику придется забрать один груз и отвезти, а только потом ехать за вторым. А вот легковая машина проделывая туже операцию, справится быстрее.

Читайте также:  Расширение FRW чем открыть

Ядра бывают двух типов(логические и физические), подробно эти ядра освещалось в статье гиперпоточность(ищите на канале). Здесь, не хочется перепечатывать текст.

Если кому-то любопытно как ядра выглядят "чисто физически", то это кристалы(открытые). Понятно, что со временем ядра видоизменяются и это отражается на архитектуре, тех процессе и других факторах. Считаю разбор по поводу ядра и что это такое окончен. Если до сих пор не понятно, то ставлю "грубый": пример: Процессор это завод, а ядра это работники и когда завод(процессор) начинает работать, то сотрудники(ядра) начинают выполнять действие: один сваривает, второй вытачивает детали, третий на погрузчике подвозит детали и тд. Благодаря такому разделению труда работа идёт быстро . Больше примеров не придумывается. Пишите в комментариях если знаете как объяснить доходчивее.

Рассмотрим на что влияет эта многоядерность. Начнём с негативной стороны(несправедливо не указывать минусы), итак, с увеличением ядер повысится расход электричества. Пустячно, но неприятно, затем в дом "придёт" повышение температуры и источник тепла будет не с улицы летним днём и не из конвектора, а из "системника". Теперь к плюсам: работа с несколькими задачами одновременно. Так же есть программы (архиваторы, антивирусы и пр.) которые разрабатываются с уклоном на многоядерность.

В заключении напишу то, что знают 99.9% людей, но если этого не сделать, то статья окажется, не полной. Опишем, как узнать, сколько же ядер в процессоре. Если пользователь покупал процессор самолично, то количество ядер узнавать не надо. Хватит, посмотреть накладную. А вот если прошло 3-4 года и что-то, из памяти стёрлось, то делаем так, как на скриншотах(через диспетчер устройств открываем процессоры).

Количество ядер ускоряет виндовс и программы, которые разрабатывались на работу с такими процессорами, но не забывайте, что если программа не знакома с "разделением труда", то на разницу в скорости, не рассчитывайте. Тут, верх возьмет тактовая частота.

Надеюсь теперь читатели знают, что такое ядра, как работают, за что отвечают и что в итоге получится. Пишите в комментариях, если что-то пропустил. Поставьте лайк(поддержите автора). Подпишитесь. До свидания.

Ядра или потоки: выясняем что важнее для процессора

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?

Процессор – это вычислительный центр любого компьютера, планшета, смартфона и даже игровой консоли. Именно процессор принимает команды пользователя, вводимые в различных приложениях и программах, обрабатывает их и распределяет задачи между другими узлами системы – видеокартой , оперативной памятью , твердотельным диском .

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.

В производственных масштабах для комплектации рабочих станций или серверов также следует отдать предпочтение большему количеству потоков при равных числах ядер. За исключением особых случаев, таких как работа с 1С, когда решающую роль играет тактовая частота, и ряда других приложений, активно использующих TCP/IP стек. В этих случаях распараллеливание вызывает существенную задержку при обработке пакетов .

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.

Что нужно знать при выборе процессора (Часть 2)

Приветствую Вас, уважаемые читатели. Технические моменты Windows». В сегодняшнем уроке продолжаем рассматривать основные моменты при выборе процессора. В первой части урока « Что нужно знать при выборе процессора », мы рассмотрели, какие компаний занимаются выпусками процессоров, а также начали рассматривать основные характеристики процессора.

Во второй части урока, мы продолжим изучать основные характеристики процессоров, а также научимся расшифровывать маркировки процессоров.Шина данных – предназначена для передачи данных из регистра в оперативную память и обратно.

Шина адреса – осуществляет чтения информаций из оперативной памяти. В этом случае данные передаются в одном направлении.

Следует отметить, что иногда в обозначении разрядности процессора указывают 16/20. Процессор содержит 16-разрядную шину данных и 20 разрядную шину адреса. В свою очередь шина адреса указывает, какое максимальное значение оперативной памяти можно установить на компьютере. Ниже приведена таблица, в которой четко показаны какое адресное пространство имеют процессоры разных поколений.

3. Кеш процессора – представляет собой оперативную память, которая является встроенной в сам процессор. В этой памяти осуществляется хранение данных, которые могут потребоваться в ближайшее время. Представьте себе такую ситуацию, что процессор осуществляет запрос данных, в первую очередь он обращается в кеш-память, и если там будут запрашиваемые данные, он их забирает, в противном случае процессор обращается к оперативной памяти. Использование кеш-памяти позволяет увеличить производительность процессора. Так же Вы должны знать, что кеш-память состоит из двух уровней:

1. Первый уровень (L1) – является самым быстрым, но малым по объему. С данным уровнем взаимодействует ядро процессора.

2. Второй уровень (L2) – является медленным, но большим по объему, по сравнению с первым уровнем.

Также встречаются кеш-третьего уровня, который является самыми медленными, а по объему больше предыдущих двух.

Комплектация процессора обозначается OEM и BOX.Комплектация OEM (Original equipment manufacturer) – гарантия процессора составляет 1 год.

Комплектация BOX — гарантия процессора составляет 3 года, кроме того сюда входит кулер, конечно цена такой комплектаций процессора намного выше предыдущей комплектаций.

4.Системная шина FSB (Front Side Bus) – представляет собой сигнальные линий, основное назначение которых являются обеспечение связи процессора с другими компонентами в системе. Процессор подключен к шине FSB напрямую, другие же компоненты подключаются через контроллеры. Таким образом, если частота шины FSB будет высокой, то соответственно и будет высокой производительность. При выборе системной платы следует обращать внимание на тот факт, что частота шины FSB должна совпадать с частотой материнской платы. Например, в процессорахCore i3, Core i5 и Core i7отсутствует системная шина, передача данных происходит напрямую.

Читайте также:  С помощью какой программы можно обрезать музыку

5. Технический процесс – данная характеристика является вторичной и указывает на площадь кристалла занимаемого на процессоре. Если площадь кристалла не большая, следовательно, тепловыделение не большое, а это в свою очередь позволяет увеличить тактовую частоту, за счет дополнительного расположения кристаллов.

Итак, основные характеристики процессоров мы с Вами рассмотрели, теперь остается ознакомиться с названием моделей процессоров.

Двухъядерный или четырехъядерный процессор – в чем разница?

Процессор в мобильном телефоне. Характеристики и их значение

Индустрия смартфонов с каждым днем прогрессирует, и, как результат, пользователи получают всё более новые, современные и мощные гаджеты. Все производители смартфонов стремятся сделать свое творение особенным и незаменимым. Поэтому на сегодняшний день большое внимание уделяется разработке и производству процессоров для смартфонов.

Наверняка, у многих любителей «умных телефонов» не раз возникал вопрос, что такое процессор, и какие его основные функции? А также, несомненно, покупателей интересует, что обозначают все эти циферки и буквы в названии чипа.
Предлагаем немного ознакомиться с понятием «процессор для смартфона».

Процессор в смартфоне — это самая сложная деталь и отвечает она за все вычисления, производимые устройством. По сути, говорить, что в смартфоне используется процессор, неправильно, так как процессоры как таковые в мобильных устройствах не используются. Процессор вместе с другими компонентами образуют SoC (System on a chip – система на кристалле), а это значит, что на одной микросхеме находится полноценный компьютер с процессором, графическим ускорителем и другими компонентами.

Если речь заходит о процессоре, то сперва надо разобраться с таким понятием, как «архитектура процессора». Современные смартфоны используют процессоры на архитектуре ARM, разработкой которой занимается одноименная компания ARM Limited. Можно сказать, что архитектура — это некий набор свойств и качеств, присущий целому семейству процессоров. Компании Qualcomm, Nvidia, Samsung, MediaTek, Apple и другие, занимающиеся производством процессоров, лицензируют технологию у ARM и затем продают готовые чипы производителям смартфонов или же используют их в собственных устройствах. Производители чипов лицензируют у ARM отдельные ядра, наборы инструкций и сопутствующие технологии. Компания ARM Limited не производит процессоры, а только продает лицензии на свои технологии другим производителям.

Сейчас давайте рассмотрим такие понятия, как ядро и тактовая частота, которые всегда встречаются в обзорах и статьях о смартфонах и телефонах, когда речь идет о процессоре.

Начнем с вопроса, а что такое ядро? Ядро – это элемент чипа, который определяет производительность, энергопотребление и тактовую частоту процессора. Очень часто мы сталкиваемся с понятием двухъядерный или четырехъядерный процессор. Давайте разберемся, что же это значит.

Двухъядерный или четырехъядерный процессор – в чем разница?

Очень часто покупатели думают, что двухъядерный процессор в два раза мощнее, чем одноядерный, а четырехъядерный, соответственно, в четыре раза. А теперь мы расскажем вам правду. Казалось бы, вполне логично, что переход с одного ядра к двум, а с двух к четырем увеличивает производительность, но на самом деле редко когда эта мощность возрастает в два или четыре раза. Увеличение количества ядер позволяет ускорить работу девайса за счет перераспределения выполняемых процессов. Но большинство современных приложений являются однопотоковыми и поэтому одновременно могут использовать только одно или два ядра. Естественно возникает вопрос, для чего тогда четырехъядерный процессор? Многоядерность, в основном, используется продвинутыми играми и приложениями по редактированию мультимедийных файлов. А это значит, что если вам нужен смартфон для игр (трехмерные игры) или съемки Full HD видео, то необходимо приобретать аппарат с четырехъядерным процессором. Если же программа сама по себе не поддерживает многоядерность и не требует затраты больших ресурсов, то неиспользуемые ядра автоматически отключаются для экономии заряда батареи. Часто для самых неприхотливых задач используется пятое ядро-компаньон, например, для работы устройства в спящем режиме или при проверке почты.

Если вам нужен обыкновенный смартфон для общения, интернет-серфинга, проверки почты или для того, чтобы быть в курсе всех последних новостей, то вам вполне подойдет и двухъядерный процессор. Да и зачем платить больше? Ведь количество ядер прямо влияет на цену устройства.

Следующее понятие, с которым нам предстоит познакомиться — это тактовая частота. Тактовая частота – это характеристика процессора, которая показывает, сколько тактов способен отработать процессор за единицу времени (одну секунду). Например, если в характеристиках устройства указана частота 1,7 ГГц — это значит, что за 1 секунду его процессор осуществит 1 700 000 000 (1 миллиард 700 миллионов) тактов.

В зависимости от операции, а также типа чипа, количество тактов, затрачиваемое на выполнение чипом одной задачи, может отличаться. Чем выше тактовая частота, тем выше скорость работы. Особенно эта разница чувствуется, если сравнивать одинаковые ядра, работающие на разной частоте.

Иногда производитель ограничивает тактовую частоту с целью уменьшения энергопотребления, потому как чем выше скорость процессора, тем больше энергии он потребляет.

И опять возвращаемся к многоядерности. Увеличение тактовой частоты (МГц, ГГц) может увеличить выработку тепла, а это крайне нежелательно и даже вредно для пользователей смартфонов. Поэтому многоядерная технология также используется как один из способов увеличения производительности работы смартфона, при этом не нагревая его в вашем кармане.

Производительность увеличивается, позволяя приложениям работать одновременно на нескольких ядрах, но есть одно условие: приложения должны последнего поколения. Такая возможность также позволяет экономить расход заряда батареи.

Еще одна важная характеристика процессора, о которой продавцы смартфонов часто умалчивают — это кэш процессора.

Кэш – это память, предназначенная для временного хранения данных и работающая на частоте процессора. Кэш используется для того, чтобы уменьшить время доступа процессора к медленной оперативной памяти. Он хранит копии части данных оперативной па-мяти. Время доступа уменьшается за счет того, что большинство данных, требуемых процессо-ром, оказываются в кэше, и количество обращений к оперативной памяти снижается. Чем больше объем кэша, тем большую часть необходимых программе данных он мо-жет в себе содержать, тем реже будут происходить обращения к оперативной памяти, и тем выше будет общее быстродействие системы.

Особенно актуален кэш в современных системах, где разрыв между скоростью работы процес-сора и скоростью работы оперативной памяти довольно большой. Конечно, возникает вопрос, почему же эту характеристику не желают упоминать? Всё очень просто. Наведем пример. Предположим, что есть два всем известных процессора (условно A и B) с абсолютно одинаковым числом ядер и тактовой частотой, но почему-то А работает намного быстрее, чем В. Объяснить это очень просто: у процессора А кэш больше, следовательно, и сам процессор работает быстрее.

Особенно разница в объеме кэша ощущается между китайскими и брендовыми телефонами. Казалось бы, по циферках характеристик всё вроде как совпадает, а вот цена устройств отличается. И вот здесь покупатели решают сэкономить с мыслью «а зачем платить больше, если нет никакой разницы?» Но, как видим, разница есть и очень существенная, только вот продавцы о ней часто умалчивают и продают китайские телефоны по завышенным ценам.

Вот так коротко мы разобрались с главными характеристиками CPU для мобильного телефона. Каждый день мы слышим о новых разработках и проектах, и даже ходили слухи о восьмиядерном процессоре. Но на сегодняшний день самыми популярными остаются гаджеты с четырехъядерным процессором. Как говорится, время покажет, какой чип зарекомендует себя лучше.

Чем лучше 4 ядра

Чем 4 ядра могут быть лучше двух? Лучшей производительностью. Четырехъядерные «камни» рассчитаны уже на более серьезную работу, где простые «пеньки» или «селероны» попросту не справятся. Отличным примером тут послужит любая программа по работе с 3D-графикой, например 3Ds Max или Cinema4D.

Во время процесса рендеринга данные программы задействуют максимум ресурсов компьютера, включая оперативную память и процессор. Двухъядерные ЦП будут очень сильно отставать по времени обработки рендера, и чем сложнее будет сцена, тем больше времени им потребуется. А вот процессоры с четырьмя ядрами справятся с данной задачей гораздо быстрее, поскольку им на помощь придут еще и дополнительные потоки.

как определить количество ядер процессора

Конечно, можно взять и какой-нибудь бюджетный «процик» из семейства Core i3, например, модель 6100, но 2 ядра и 2 дополнительных потока все равно будут уступать полноценному четырехядернику.

Заключение

Сказать однозначно, какой процессор лучше, 2 или 4-ядерный — невозможно. Ответ сильно зависит от того, решение каких задач требуется от ПК. Два производительных ядра (похвастать такими могут только процессоры серии Intel Core i3) хороши, если компьютер постоянно используется для запуска старых игр (созданных до 2010 года), воспроизведения мультимедийного контента (кино, музыки), работы с офисной документацией. В остальных ситуациях разница между 2 и 4-ядерным процессором ощущается не в пользу первого.

При параллельном использовании нескольких нересурсоемких задач нагрузка на ядра распределяется равномерно

Если компьютер покупается не на один год – экономить на ЦП не стоит. Опасаясь потерять объемы продаж, производители регулярно модифицируют процессорный разъем, делая чипы разных поколений несовместимыми между собой. Раньше подобным образом поступать старались лишь в случаях, когда старый сокет не мог использоваться с новыми ЦП из-за серьезных аппаратных ограничений, сейчас количество контактов меняется едва не ежегодно. На фоне этого нередки случаи, когда человек, желающий апгрейда, спустя некоторое время после покупки ПК (обычно год-три) уже не может найти в магазинах более мощный ЦП, совместимый с другими комплектующими его ПК. Поэтому четырехъядерный Intel Core i5 или i7 на данный момент можно назвать лучшим вариантом процессора для домашнего ПК. В бюджетной категории можно рассмотреть как вариант шестиядерный AMD FX.

Большой поклонник качественной китайской техники, любитель четких экранов. Сторонник здоровой конкуренции между производителями. Чутко следит за новостями в мире смартфонов, процессоров, видеокарт и другого железа.

Ссылка на основную публикацию