پردازنده های چند هسته ایپردازنده های مرکزی هستند که شامل بیش از دو هسته محاسباتی هستند. چنین هسته هایی را می توان در یک مورد یا روی یک تراشه پردازنده قرار داد.

پردازنده چند هسته ای چیست؟

اغلب، پردازنده‌های چند هسته‌ای به معنای پردازنده‌های مرکزی هستند که در آنها چندین هسته محاسباتی در یک تراشه ادغام شده‌اند (یعنی روی یک تراشه سیلیکونی قرار دارند).

به طور معمول، سرعت ساعت در پردازنده های چند هسته ای عمدا کمتر است. این کار به منظور کاهش مصرف انرژی و حفظ عملکرد مورد نیاز پردازنده انجام می شود. هر هسته یک ریزپردازنده تمام عیار است که با ویژگی های تمام پردازنده های مدرن مشخص می شود - از یک کش چند سطحی استفاده می کند، از اجرای کد خارج از نظم و دستورالعمل های برداری پشتیبانی می کند.

بیش از حد نخ

هسته‌ها در پردازنده‌های چند هسته‌ای می‌توانند از فناوری SMT پشتیبانی کنند، که به شما امکان می‌دهد چندین رشته محاسباتی را اجرا کنید و بر اساس هر هسته چندین پردازنده منطقی ایجاد کنید. در پردازنده های تولید شده توسط اینتل، این فناوری "Hyper-threading" نامیده می شود. به لطف آن، می توانید تعداد پردازنده های منطقی را در مقایسه با تعداد تراشه های فیزیکی دو برابر کنید. در ریزپردازنده هایی که از این فناوری پشتیبانی می کنند، هر پردازنده فیزیکی قادر است حالت دو رشته را به طور همزمان حفظ کند. برای سیستم عامل، این شبیه به داشتن دو پردازنده منطقی است. اگر در کار یکی از آنها مکث وجود داشته باشد (مثلاً منتظر دریافت داده از حافظه باشد)، پردازشگر منطقی دیگر شروع به اجرای رشته خود می کند.

انواع پردازنده های چند هسته ای

پردازنده های چند هسته ای به چند نوع تقسیم می شوند. آنها ممکن است از استفاده از حافظه پنهان مشترک پشتیبانی کنند یا نه. ارتباط بین هسته ها بر اساس اصول استفاده از یک گذرگاه مشترک، یک شبکه در پیوندهای نقطه به نقطه، یک شبکه با یک سوئیچ یا استفاده از یک حافظه پنهان مشترک اجرا می شود.

اصل عملیات

اکثر پردازنده های چند هسته ای مدرن طبق طرح زیر کار می کنند. اگر برنامه در حال اجرااز multi-threading پشتیبانی می کند، می تواند پردازنده را مجبور به انجام چندین کار به طور همزمان کند. به عنوان مثال، اگر رایانه شما از 4- پردازنده هسته ایبا فرکانس ساعت 1.8 گیگاهرتز، این برنامه می تواند هر چهار هسته را به طور همزمان "بار" کند، در حالی که فرکانس کل پردازنده 7.2 گیگاهرتز خواهد بود. اگر چندین برنامه به طور همزمان در حال اجرا باشند، هر یک از آنها می توانند از بخشی از هسته های پردازنده استفاده کنند که این نیز منجر به افزایش عملکرد رایانه می شود.

بسیاری از سیستم عامل ها از multithreading پشتیبانی می کنند، بنابراین استفاده از پردازنده های چند هسته ای می تواند سرعت کامپیوتر شما را حتی در برنامه هایی که از multithreading پشتیبانی نمی کنند افزایش دهد. اگر عملکرد تنها یک برنامه را در نظر بگیریم، استفاده از پردازنده های چند هسته ای تنها در صورتی توجیه می شود که این برنامه برای چند رشته ای بهینه شده باشد. در در غیر این صورت، سرعت یک پردازنده چند هسته ای با سرعت یک پردازنده معمولی تفاوتی نخواهد داشت و گاهی حتی کندتر کار می کند.

هنگام خرید یک پردازنده، بسیاری از افراد سعی می کنند چیز خنک تر، با چندین هسته و سرعت کلاک بالا را انتخاب کنند. اما تعداد کمی از مردم می دانند که تعداد هسته های پردازنده واقعاً بر چه چیزی تأثیر می گذارد. چرا مثلاً یک پردازنده دو هسته ای معمولی و ساده می تواند سریعتر از یک پردازنده چهار هسته ای باشد یا همان «درصد» با 4 هسته سریعتر از یک «درصد» با 8 هسته باشد. این موضوع نسبتاً جالبی است که قطعاً ارزش درک جزئیات بیشتری را دارد.

مقدمه

قبل از اینکه بفهمیم تعداد هسته های پردازنده بر چه چیزی تأثیر می گذارد، می خواهم یک انحراف کوچک انجام دهم. همین چند سال پیش، توسعه‌دهندگان CPU مطمئن بودند که فناوری‌های تولیدی، که به سرعت در حال توسعه هستند، به آنها اجازه می‌دهد تا «سنگ‌هایی» با سرعت کلاک تا 10 گیگاهرتز تولید کنند، که به کاربران اجازه می‌دهد مشکلات مربوط به عملکرد ضعیف را فراموش کنند. با این حال موفقیت حاصل نشد.

مهم نیست که فرآیند فناوری چگونه توسعه یافت، هر دو اینتل و AMD با محدودیت‌های فیزیکی کاملاً مواجه شدند که به سادگی به آنها اجازه نمی‌داد پردازنده‌هایی با فرکانس کلاک تا 10 گیگاهرتز تولید کنند. سپس تصمیم گرفته شد که نه بر روی فرکانس ها، بلکه روی تعداد هسته ها تمرکز کنیم. بنابراین، یک مسابقه جدید شروع به تولید "کریستال های" پردازنده قدرتمندتر و سازنده تر کرد، که تا به امروز ادامه دارد، اما نه به همان اندازه که در ابتدا فعال بود.

پردازنده های اینتل و AMD

امروزه اینتل و AMD رقبای مستقیمی در بازار پردازنده هستند. اگر به درآمد و فروش نگاه کنید، مزیت آشکار در سمت آبی ها خواهد بود، هرچند اخیراقرمزها در تلاش هستند تا این روند را حفظ کنند. هر دو شرکت محدوده خوبی دارند راه حل های آمادهبرای همه موارد - از یک پردازنده ساده با 1-2 هسته گرفته تا هیولاهای واقعی، که در آن تعداد هسته ها از 8 تجاوز می کند. به طور معمول، از چنین "سنگ هایی" در "رایانه های" کاری ویژه استفاده می شود که تمرکز باریکی دارند.

اینتل

بنابراین، امروز داریم اینتل 5 نوع پردازنده موفق هستند: Celeron، Pentium و i7. هر یک از این "سنگ ها" تعداد هسته های متفاوتی دارند و برای کارهای مختلفی طراحی شده اند. به عنوان مثال، Celeron تنها 2 هسته دارد و عمدتا در رایانه های اداری و خانگی استفاده می شود. پنتیوم یا همان طور که به آن "استامپ" نیز گفته می شود، در خانه نیز استفاده می شود، اما در حال حاضر عملکرد بسیار بهتری دارد، در درجه اول به دلیل فناوری Hyper-Threading، که دو هسته مجازی دیگر را به دو هسته فیزیکی اضافه می کند. نخ نامیده می شوند. بنابراین، یک "درصد" دو هسته ای مانند پردازنده های چهار هسته ای مقرون به صرفه کار می کند، اگرچه این کاملاً صحیح نیست، اما این نکته اصلی است.

در مورد خط هسته، وضعیت تقریباً یکسان است. مدل جوان تر با شماره 3 دارای 2 هسته و 2 رشته است. خط قدیمی تر - Core i5 - قبلاً دارای 4 یا 6 هسته کامل است ، اما فاقد عملکرد Hyper-Threading است و رشته های اضافی به جز 4-6 مورد استاندارد ندارد. خوب، آخرین چیز - core i7 - اینها پردازنده های سطح بالایی هستند که به طور معمول از 4 تا 6 هسته و دو برابر رشته دارند، یعنی مثلاً 4 هسته و 8 رشته یا 6 هسته و 12 رشته. .

AMD

اکنون ارزش صحبت در مورد AMD را دارد. لیست "سنگریزه ها" از این شرکت بسیار زیاد است. شاید شایان ذکر است که نسل جدید اینتل - Ryzen را به نوعی "کپی" می کند. این خط همچنین شامل مدل هایی با شماره های 3، 5 و 7 است. تفاوت اصلی با مدل های "آبی" رایزن این است که جوان ترین مدل بلافاصله 4 هسته کامل ارائه می دهد، در حالی که مدل قدیمی تر نه 6، بلکه هشت هسته دارد. علاوه بر این، تعداد موضوعات تغییر می کند. Ryzen 3 - 4 Thread، Ryzen 5 - 8-12 (بسته به تعداد هسته ها - 4 یا 6) و Ryzen 7 - 16 Threads.

شایان ذکر است یک خط قرمز دیگر - FX، که در سال 2012 ظاهر شد، و در واقع، این پلت فرم قبلا منسوخ شده است، اما به لطف این واقعیت که اکنون برنامه ها و بازی های بیشتری شروع به پشتیبانی از چند رشته ای می کنند. خط Vishera دوباره محبوبیت پیدا کرد که همراه با قیمت های پایینفقط در حال رشد

خوب، در مورد اختلافات در مورد فرکانس پردازنده و تعداد هسته ها، در واقع، نگاه به دومی صحیح تر است، زیرا همه از مدت ها قبل در مورد فرکانس های ساعت تصمیم گرفته اند و حتی مدل های برتر اینتل به صورت اسمی کار می کنند. 2.7، 2.8، 3 گیگاهرتز. علاوه بر این، فرکانس را همیشه می توان با استفاده از اورکلاک افزایش داد، اما در مورد یک پردازنده دو هسته ای این تاثیر چندانی نخواهد داشت.

چگونه بفهمیم چند هسته

اگر کسی نمی داند چگونه تعداد هسته های پردازنده را تعیین کند، این کار را می توان به راحتی و به سادگی حتی بدون دانلود و نصب جداگانه انجام داد. برنامه های ویژه. فقط به "مدیر دستگاه" بروید و روی فلش کوچک کنار آیتم "پردازنده ها" کلیک کنید.

بیشتر دریافت کنید اطلاعات دقیقشما می توانید با استفاده از یک برنامه خاص و کوچک به نام CPU-Z دریابید که "سنگ" شما از چه فناوری هایی پشتیبانی می کند، فرکانس ساعت آن چقدر است، تعداد بازبینی آن و موارد دیگر. می توانید آن را به صورت رایگان در وب سایت رسمی دانلود کنید. نسخه ای وجود دارد که نیازی به نصب ندارد.

مزیت دو هسته

مزیت پردازنده دو هسته ای چیست؟ چیزهای زیادی وجود دارد، به عنوان مثال، در بازی ها یا برنامه ها، که در توسعه آنها کار تک رشته اولویت اصلی بود. به عنوان مثال بازی Wold of Tanks را در نظر بگیرید. رایج‌ترین پردازنده‌های دو هسته‌ای مانند Pentium یا Celeron نتایج عملکردی مناسبی را ارائه می‌کنند، در حالی که برخی از FX از AMD یا INTEL Core از قابلیت‌های بسیار بیشتری استفاده می‌کنند و نتیجه تقریباً یکسان خواهد بود.

4 هسته ای بهتره

چگونه 4 هسته بهتر از دو هسته است؟ عملکرد بهتر. "سنگ‌های" چهار هسته‌ای برای کارهای جدی‌تر طراحی شده‌اند، جایی که "جنگ" یا "سلرون" ساده نمی‌تواند با آن مقابله کند. یک مثال عالیهر برنامه ای برای کار با گرافیک سه بعدی در اینجا کار می کند، به عنوان مثال 3Ds Max یا Cinema4D.

در طول فرآیند رندر، این برنامه ها از حداکثر منابع کامپیوتری از جمله رم و پردازنده استفاده می کنند. پردازنده‌های دو هسته‌ای در زمان پردازش رندر بسیار عقب خواهند بود و هر چه صحنه پیچیده‌تر باشد، زمان بیشتری طول می‌کشد. اما پردازنده های چهار هسته ای با این کار بسیار سریعتر کنار می آیند، زیرا رشته های اضافی به کمک آنها می آیند.

البته، می توانید مقداری "protsik" از خانواده Core i3 را بگیرید، به عنوان مثال، مدل 6100، اما 2 هسته و 2 رشته اضافی همچنان نسبت به یک چهار هسته ای تمام عیار پایین تر هستند.

6 و 8 هسته ای

خب، آخرین بخش چند هسته‌ای، پردازنده‌های شش و هشت هسته‌ای هستند. هدف اصلی آنها، در اصل، دقیقاً مشابه CPU فوق است، فقط در جایی که "چهار" معمولی نمی توانند با آن کنار بیایند، مورد نیاز هستند. علاوه بر این، کامپیوترهای تخصصی تمام عیار بر اساس "سنگ" با 6 و 8 هسته ساخته شده اند که برای فعالیت های خاصی "تخصصی" می شوند، به عنوان مثال، ویرایش ویدئو، برنامه های مدل سازی سه بعدی، رندر صحنه های سنگین آماده با تعداد زیادی چند ضلعی و اشیاء و غیره .d.

علاوه بر این، چنین پردازنده‌های چند هسته‌ای هنگام کار با آرشیوها یا در برنامه‌هایی که به قابلیت‌های محاسباتی خوبی نیاز دارند، عملکرد بسیار خوبی دارند. در بازی هایی که برای چند رشته بهینه سازی شده اند، چنین پردازنده هایی برابر نیستند.

تعداد هسته های پردازنده بر چه چیزی تأثیر می گذارد؟

بنابراین، تعداد هسته ها چه چیز دیگری می تواند تأثیر بگذارد؟ اول از همه برای افزایش مصرف انرژی. بله، همانطور که ممکن است تعجب آور به نظر برسد، این حقیقت دارد. نیازی به نگرانی زیاد نیست، زیرا زندگی روزمرهاین مشکل، به اصطلاح، قابل توجه نخواهد بود.

دوم گرمایش است. هرچه تعداد هسته ها بیشتر باشد، سیستم خنک کننده بهتری مورد نیاز است. برنامه ای به نام AIDA64 به شما در اندازه گیری دمای پردازنده کمک می کند. هنگام شروع، باید روی "Computer" کلیک کنید و سپس "Sensors" را انتخاب کنید. شما باید دمای پردازنده را کنترل کنید، زیرا اگر دائماً بیش از حد گرم شود یا خیلی داغ کار کند دمای بالا، پس از مدتی به سادگی می سوزد.

سیستم های دو هسته ای با این مشکل ناآشنا هستند، زیرا به ترتیب عملکرد و اتلاف گرما خیلی بالایی ندارند، اما سیستم های چند هسته ای دارند. داغ ترین سنگ ها آنهایی هستند که از AMD به خصوص سری FX ساخته شده اند. برای مثال مدل FX-6300 را در نظر بگیرید. دمای پردازنده در برنامه AIDA64 حدود 40 درجه است و این در حالت بیکار است. تحت بار، تعداد افزایش می یابد و در صورت گرم شدن بیش از حد، رایانه خاموش می شود. بنابراین، هنگام خرید یک پردازنده چند هسته ای، نباید خنک کننده را فراموش کنید.

تعداد هسته های پردازنده چه چیز دیگری را تحت تأثیر قرار می دهد؟ برای چندوظیفگی پردازنده های دو هسته ای نمی توانند عملکرد پایداری را هنگام اجرای دو، سه یا چند برنامه به طور همزمان ارائه دهند. ساده ترین مثال استریمرهای موجود در اینترنت است. علاوه بر این واقعیت که آنها در حال انجام برخی از بازی ها در تنظیمات بالا هستند، آنها به طور همزمان برنامه ای را اجرا می کنند که به آنها امکان می دهد یک مرورگر اینترنتی را به صورت آنلاین پخش کنند باز کردن صفحات، جایی که بازیکن قاعدتاً نظرات افرادی که او را تماشا می کنند را می خواند و سایر اطلاعات را دنبال می کند. حتی هر پردازنده چند هسته ای نمی تواند ثبات مناسبی را ارائه دهد، به غیر از پردازنده های دو هسته ای و تک هسته ای.

همچنین ارزش گفتن چند کلمه ای را دارد که پردازنده های چند هسته ای بسیار دارند چیز مفید، که "L3 Cache" نامیده می شود. این کش دارای مقدار مشخصی از حافظه است که اطلاعات مختلفی در مورد آن وجود دارد برنامه های در حال اجرا، اقدامات انجام شده و غیره همه اینها برای افزایش سرعت کامپیوتر و عملکرد آن مورد نیاز است. به عنوان مثال، اگر شخصی اغلب از فتوشاپ استفاده می کند، این اطلاعات در حافظه ذخیره می شود و زمان راه اندازی و باز کردن برنامه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

جمع بندی

با خلاصه کردن گفتگو در مورد تأثیر تعداد هسته های پردازنده، می توانیم به یک چیز برسیم: نتیجه گیری ساده: اگر به عملکرد خوب، سرعت، چند کار، کار در برنامه های سنگین، توانایی انجام راحت بازی های مدرن و غیره نیاز دارید، انتخاب شما یک پردازنده با چهار هسته یا بیشتر است. اگر برای استفاده اداری یا خانگی به یک "کامپیوتر" ساده نیاز دارید، که حداقل مورد استفاده قرار گیرد، پس 2 هسته آن چیزی است که نیاز دارید. در هر صورت، هنگام انتخاب یک پردازنده، ابتدا باید تمام نیازها و وظایف خود را تجزیه و تحلیل کنید و تنها پس از آن هر گزینه ای را در نظر بگیرید.

ماژول جستجو نصب نشده است.

تک هسته ای یا دو هسته ای؟

ویکتور کوتس

مهم ترین رویداد اخیر در زمینه ریزپردازنده ها، در دسترس بودن گسترده CPU های مجهز به دو هسته محاسباتی بوده است. انتقال به معماری دو هسته ای به این دلیل است که روش های سنتی برای افزایش عملکرد پردازنده کاملاً خود را خسته کرده اند - روند افزایش فرکانس ساعت آنها اخیراً متوقف شده است.

به عنوان مثال، در سال گذشته قبل از ظهور پردازنده‌های دو هسته‌ای، اینتل توانست فرکانس پردازنده‌های خود را تا 400 مگاهرتز افزایش دهد و AMD حتی کمتر - فقط 200 مگاهرتز. سایر روش‌های بهبود عملکرد، مانند افزایش سرعت اتوبوس و اندازه حافظه پنهان نیز کارایی سابق خود را از دست داده‌اند. بنابراین، معرفی پردازنده‌های دو هسته‌ای که دارای دو هسته پردازشی در یک تراشه هستند و بار را به اشتراک می‌گذارند، اکنون منطقی‌ترین گام در مسیر پیچیده و خاردار افزایش عملکرد رایانه‌های مدرن است.

پردازنده دو هسته ای چیست؟ در اصل، یک پردازنده دو هسته ای یک سیستم SMP است (Symmetric MultiProcessing؛ اصطلاحی که به سیستمی با چندین پردازنده مساوی اشاره می کند) و اساساً هیچ تفاوتی با یک سیستم دو پردازنده معمولی متشکل از دو پردازنده مستقل ندارد. به این ترتیب ما بدون نیاز به مادربردهای پیچیده و بسیار گران قیمت دو پردازنده، از تمام مزایای سیستم های دو پردازنده برخوردار می شویم.

قبل از این، اینتل قبلاً تلاش کرده بود دستورالعمل های در حال اجرا را موازی کند - ما در مورد فناوری HyperThreading صحبت می کنیم که تقسیم منابع یک پردازنده "فیزیکی" (کش، خط لوله، واحدهای اجرایی) را بین دو پردازنده "مجازی" تضمین می کند. . افزایش عملکرد (در برنامه های جداگانه بهینه سازی شده برای HyperThreading) تقریباً 10-20٪ بود. در حالی که یک پردازنده دو هسته ای تمام عیار، که شامل دو هسته فیزیکی "صادق" است، عملکرد سیستم را 80-90٪ و حتی بیشتر افزایش می دهد (به طور طبیعی، با استفاده کامل از قابلیت های هر دو هسته آن).

آغازگر اصلی در ترویج پردازنده های دو هسته ای AMD بود که در ابتدای سال 2005 اولین پردازنده سرور دو هسته ای Opteron را منتشر کرد. در مورد پردازنده‌های دسکتاپ، اینتل در اینجا ابتکار عمل را بر عهده گرفت و پردازنده‌های Intel Pentium D و Intel Extreme Edition را تقریباً در همان زمان معرفی کرد. درست است، معرفی خط مشابهی از پردازنده های Athlon64 X2 تولید شده توسط AMD تنها با چند روز تاخیر انجام شد.

پردازنده های دو هسته ای اینتل

اولین پردازنده‌های دو هسته‌ای Intel Pentium D 8xx بر اساس هسته اسمیتفیلد ساخته شده‌اند که چیزی بیش از دو هسته Prescott نیست که روی یک تراشه نیمه‌رسانا ترکیب شده‌اند. یک داور نیز در آنجا مستقر است که وضعیت را زیر نظر دارد اتوبوس سیستمو به اشتراک گذاری دسترسی به آن بین هسته ها کمک می کند، که هر کدام دارای 1 مگابایت کش L2 مخصوص به خود هستند. اندازه چنین کریستالی که با استفاده از فناوری فرآیند 90 نانومتری ساخته شده است به 206 متر مربع رسید. میلی متر و تعداد ترانزیستورها به 230 میلیون نزدیک می شود.

برای کاربران و علاقه مندان پیشرفته، اینتل پردازنده های Pentium Extreme Edition را ارائه می دهد که با پشتیبانی از فناوری HyperThreading (و یک ضریب آنلاک) با پنتیوم D متفاوت است، به همین دلیل توسط سیستم عامل به عنوان چهار پردازنده منطقی شناسایی می شوند. تمام عملکردها و فناوری های دیگر هر دو پردازنده کاملاً یکسان است. از جمله پشتیبانی از مجموعه دستورالعمل 64 بیتی EM64T (x86-64)، فناوری های صرفه جویی در انرژی EIST (Enhanced Intel SpeedStep)، C1E (Enhanced Halt State) و TM2 (Thermal Monitor 2) و همچنین اطلاعات NX-bit. عملکرد حفاظتی بنابراین، تفاوت قیمت قابل توجه بین پردازنده های Pentium D و Pentium EE تا حد زیادی مصنوعی است.

در مورد سازگاری، پردازنده های مبتنی بر هسته اسمیت فیلد به طور بالقوه می توانند در هر مادربرد LGA775 نصب شوند، تا زمانی که الزامات اینتل برای ماژول برق برد را برآورده کند.

اما اولین پنکیک، طبق معمول، یک فاجعه بود - در بسیاری از برنامه ها (که اکثر آنها برای چند رشته بهینه سازی نشده اند)، پردازنده های پنتیوم D دو هسته ای نه تنها از پردازنده های تک هسته ای Prescott که با فرکانس ساعت مشابه کار می کنند بهتر عمل نکردند. ، اما گاهی اوقات حتی به آنها باخت. بدیهی است که مشکل در تعامل هسته ها از طریق گذرگاه پردازنده Quad Pumped Bus نهفته است (هنگام توسعه هسته پرسکات، هیچ تمهیدی برای مقیاس بندی عملکرد آن با افزایش تعداد هسته ها در نظر گرفته نشد).

نواقص نسل اول دو هسته ای را برطرف کنید پردازنده های اینتلپردازنده‌های مبتنی بر هسته Presler 65 نانومتری (دو هسته جداگانه Cedar Mill قرار گرفته بر روی یک بستر)، که در همان ابتدای سال ظاهر شد، فراخوانی شدند. یک فرآیند فنی "خوب" تر، کاهش مساحت هسته ها و مصرف انرژی آنها و همچنین افزایش فرکانس ساعت را ممکن کرد. پردازنده‌های دو هسته‌ای مبتنی بر هسته Presler Pentium D با شاخص‌های 9xx نامیده می‌شوند. اگر پردازنده های سری Pentium D 800 و 900 را با هم مقایسه کنیم، علاوه بر کاهش قابل توجه مصرف انرژی، پردازنده های جدید حافظه نهان سطح دوم (2 مگابایت در هر هسته به جای 1 مگابایت) و پشتیبانی از فناوری مجازی سازی امیدوارکننده Vanderpool را دو برابر کرده اند. فناوری مجازی سازی اینتل). علاوه بر این، منتشر شد پردازنده پنتیومنسخه Extreme 955 با HyperThreading فعال و در حال اجرا در FSB 1066 مگاهرتز.

به طور رسمی، پردازنده های مبتنی بر هسته Presler با فرکانس باس 1066 مگاهرتز فقط با مادربردهای مبتنی بر چیپست های سری i965 و i975X سازگار هستند، در حالی که پنتیوم D 800 مگاهرتزی در اکثر موارد روی تمام مادربردهایی که از این گذرگاه پشتیبانی می کنند کار می کند. اما باز هم این سوال در مورد منبع تغذیه این پردازنده ها مطرح می شود: پکیج حرارتی پنتیوم EE و پنتیوم D به استثنای مدل جوان تر، 130 وات است که تقریبا یک سوم بیشتر از پنتیوم 4 است. طبق گفته خود اینتل، عملکرد پایدار یک سیستم دو هسته ای تنها در صورت استفاده از منابع تغذیه با توان حداقل 400 وات امکان پذیر است.

کارآمدترین پردازنده‌های دسکتاپ دو هسته‌ای اینتل، بدون شک، اینتل Core 2 Duo و Core 2 Extreme (هسته Conroe). معماری آنها اصول اولیه معماری خانواده P6 را توسعه می دهد، با این حال، تعداد نوآوری های اساسی آنقدر زیاد است که زمان آن رسیده است که در مورد نسل جدید و هشتمین معماری پردازنده (P8) اینتل صحبت کنیم. علیرغم سرعت ساعت پایین تر، آنها به طور قابل توجهی از نظر عملکرد در اکثر برنامه ها از خانواده پردازنده های P7 (NetBurst) بهتر عمل می کنند - در درجه اول به دلیل افزایش تعداد عملیات انجام شده در هر چرخه ساعت و همچنین به دلیل کاهش تلفات ناشی از طول بزرگ خط لوله P7.

پردازنده های رومیزی خط Core 2 Duo در چندین نسخه موجود هستند:
- سری E4xxx - FSB 800 مگاهرتز، 2 مگابایت حافظه نهان L2 مشترک برای هر دو هسته؛
- سری E6xxx - FSB 1066 مگاهرتز، اندازه کش 2 یا 4 مگابایت؛
- سری X6xxx (EXtreme Edition) - FSB 1066 مگاهرتز، اندازه کش 4 مگابایت.

کد حرف "E" محدوده مصرف برق را از 55 تا 75 وات، "X" - بالای 75 وات نشان می دهد. Core 2 eXtreme تنها در افزایش فرکانس ساعت با Core 2 Duo متفاوت است.

تمام پردازنده های Conroe از یک باس کواد پمپی و سوکت LGA775 به خوبی توسعه یافته استفاده می کنند. اما این به معنای سازگاری با مادربردهای قدیمی نیست. مادربردهای پردازنده های جدید علاوه بر پشتیبانی از سرعت کلاک 1067 مگاهرتز، باید دارای یک ماژول تنظیم ولتاژ جدید (VRM 11) باشند. این الزامات عمدتاً توسط نسخه های به روز شده مادربردها بر اساس برآورده می شود چیپست های اینتلسری 975 و 965 و همچنین NVIDIA nForce 5xx Intel Edition و ATI Xpress 3200 Intel Edition.

در دو سال آینده، پردازنده‌های اینتل در تمامی کلاس‌ها (موبایل، دسکتاپ و سرور) مبتنی بر معماری Intel Core خواهند بود و توسعه اصلی در راستای افزایش تعداد هسته‌های یک تراشه و بهبود رابط‌های خارجی آن‌ها خواهد بود. . به ویژه، برای بازار دسکتاپ، این پردازنده Kentsfield خواهد بود - اولین پردازنده چهار هسته ای اینتل برای بخش رایانه های رومیزی با عملکرد بالا.

پردازنده های AMD دو هسته ای

در خط دو هسته ای پردازنده های AMD Athlon 64 X2 از دو هسته (تولدو و منچستر) در داخل یک تراشه استفاده می کند که با استفاده از فناوری فرآیند 90 نانومتری با استفاده از فناوری SOI ساخته شده است. هر یک از هسته‌های Athlon 64 X2 مجموعه‌ای از محرک‌ها و یک کش سطح دوم اختصاصی دارند که یک کنترلر حافظه و یک کنترلر باس HyperTransport را به اشتراک می‌گذارند. تفاوت بین هسته ها در اندازه حافظه نهان سطح دوم است: Toledo دارای حافظه نهان L2 1 مگابایت در هر هسته است، در حالی که منچستر دارای نیمی از این رقم است (هر کدام 512 کیلوبایت). تمامی پردازنده ها دارای حافظه کش L1 128 کیلوبایتی هستند و حداکثر اتلاف حرارت آنها از 110 وات تجاوز نمی کند. هسته تولدو از تقریباً 233.2 میلیون ترانزیستور تشکیل شده است و مساحت آن تقریباً 199 متر مربع است. میلی متر منطقه هسته منچستر به طور قابل توجهی کوچکتر است - 147 متر مربع. میلی متر، تعداد ترانزیستورها 157 میلیون است.

پردازنده‌های دو هسته‌ای Athlon64 X2 از پشتیبانی Athlon64 برای فناوری صرفه‌جویی در انرژی Cool`n`Quiet، مجموعه‌ای از برنامه‌های افزودنی AMD64 64 بیتی، SSE - SSE3 و عملکرد حفاظت اطلاعات NX-bit به ارث رسیده‌اند.

برخلاف پردازنده‌های دو هسته‌ای اینتل که فقط با حافظه DDR2 کار می‌کنند، Athlon64 X2 می‌تواند با حافظه‌های DDR400 (سوکت 939) که حداکثر پهنای باند 6.4 گیگابایت بر ثانیه را فراهم می‌کند و DDR2-800 (سوکت AM2) کار کند. حداکثر توان 12.8 گیگابایت بر ثانیه است.

به اندازه کافی مدرن برای همه وجود دارد مادربردهاپردازنده های Athlon64 X2 بدون هیچ مشکلی کار می کنند - برخلاف Intel Pentium D، آنها هیچ الزام خاصی را برای طراحی ماژول برق مادربرد اعمال نمی کنند.

تا همین اواخر، AMD Athlon64 X2 پربازده ترین در میان پردازنده های دسکتاپ در نظر گرفته می شد، اما با انتشار Intel Core 2 Duo وضعیت به طور اساسی تغییر کرد - دومی به رهبران بلامنازع، به ویژه در برنامه های بازی و چند رسانه ای تبدیل شدند. علاوه بر این، پردازنده های جدید اینتل مصرف انرژی کمتر و مکانیسم های مدیریت انرژی بسیار کارآمدتری دارند.

AMD از این وضعیت راضی نبود و در پاسخ، در اواسط سال 2007 از عرضه یک پردازنده جدید 4 هسته ای با ریزمعماری بهبود یافته به نام K8L خبر داد. تمام هسته های آن دارای حافظه نهان L2 جداگانه با حجم 512 کیلوبایت و یک حافظه نهان سطح 3 مشترک با اندازه 2 مگابایت خواهند بود (در نسخه های بعدی پردازنده، حافظه نهان L3 را می توان افزایش داد). دیدگاه دقیق تر معماری AMD K8L در یکی از شماره های آینده مجله ما بررسی خواهد شد.

یک هسته یا دو؟

حتی یک نگاه گذرا به وضعیت فعلی بازار پردازنده های دسکتاپ نشان می دهد که عصر پردازنده های تک هسته ای به تدریج در حال تبدیل شدن به گذشته است - هر دو تولید کننده برجسته جهان به تولید پردازنده های عمدتاً چند هسته ای روی آورده اند. با این حال، نرم افزار، همانطور که قبلاً بیش از یک بار اتفاق افتاده است، هنوز از سطح توسعه سخت افزار عقب است. در واقع، برای استفاده کامل از قابلیت های چندین هسته پردازنده، نرم افزار باید بتواند به چندین رشته موازی که به طور همزمان پردازش می شوند، تقسیم شود. تنها با این رویکرد، توزیع بار در تمام هسته‌های محاسباتی موجود امکان‌پذیر می‌شود و زمان محاسبات را بیش از آنچه با افزایش فرکانس ساعت انجام می‌شود کاهش می‌دهد. در حالی که اکثریت قریب به اتفاق برنامه های مدرنقادر به استفاده از تمامی قابلیت های ارائه شده توسط پردازنده های دو هسته ای یا به خصوص چند هسته ای نیستند.

کدام نوع از برنامه های کاربری را می توان به طور موثر موازی کرد، یعنی بدون پردازش خاص کد برنامه، به شما امکان می دهد چندین کار (رشته های برنامه) را انتخاب کنید که می توانند به صورت موازی اجرا شوند و بنابراین، چندین هسته پردازنده را با کار بارگیری کنید. یک بار؟ از این گذشته، تنها چنین برنامه هایی افزایش قابل توجهی در عملکرد با معرفی پردازنده های چند هسته ای ایجاد می کنند.

بیشترین مزایای چند پردازش از برنامه هایی است که در ابتدا امکان موازی سازی طبیعی محاسبات با اشتراک گذاری داده ها را فراهم می کند، به عنوان مثال، بسته های واقعی رندر کامپیوتر - 3DMax و موارد مشابه. همچنین می‌توانید از چند پردازش در برنامه‌های برنامه‌نویسی انتظار عملکرد خوبی داشته باشید فایل های چند رسانه ای(صوتی و تصویری) از یک فرمت به فرمت دیگر. علاوه بر این، وظایف ویرایش تصویر دو بعدی به خوبی به موازی سازی کمک می کند ویرایشگرهای گرافیکیمانند فتوشاپ محبوب.

بی دلیل نیست که برنامه های کاربردی همه دسته های ذکر شده در بالا به طور گسترده در آزمایش ها استفاده می شوند که می خواهند مزایای چند پردازش مجازی Hyper-Threading را نشان دهند. و چیزی برای گفتن در مورد چند پردازش واقعی وجود ندارد.

اما در برنامه های بازی های سه بعدی مدرن نباید انتظار افزایش سرعت قابل توجهی از چندین پردازنده داشت. چرا؟ زیرا یک بازی کامپیوتری معمولی را نمی توان به راحتی در دو یا چند فرآیند موازی کرد. بنابراین، دومین پردازنده منطقی، در بهترین حالت، فقط وظایف کمکی را انجام می دهد که عملاً هیچ افزایش عملکردی را ارائه نمی دهد. و توسعه یک نسخه چند رشته ای از یک بازی از همان ابتدا بسیار پیچیده است و به کار قابل توجهی نیاز دارد - گاهی اوقات بسیار بیشتر از ایجاد یک نسخه تک رشته ای. به هر حال، این هزینه های نیروی کار ممکن است هنوز از نقطه نظر اقتصادی جواب ندهد. پس از همه، تولید کنندگان بازی های کامپیوتریبه طور سنتی بر روی گسترده ترین بخش کاربران تمرکز می کنند و تنها در صورت گسترده بودن، شروع به استفاده از قابلیت های جدید سخت افزار کامپیوتر می کنند. این به وضوح در استفاده از قابلیت های کارت گرافیک توسط توسعه دهندگان بازی مشاهده می شود. به عنوان مثال، پس از ظهور تراشه های ویدیویی جدید با پشتیبانی از فناوری های سایه زن، توسعه دهندگان بازی برای مدت طولانیآنها را نادیده گرفت و بر روی احتمالات راه حل های کاهش جرم تمرکز کرد. بنابراین حتی بازیکنان پیشرفته‌ای که پیچیده‌ترین کارت‌های ویدئویی آن سال‌ها را می‌خریدند، بازی‌های معمولی که از همه قابلیت‌های آن‌ها استفاده می‌کردند، دریافت نکردند. وضعیت تقریبا مشابهی در مورد پردازنده های دو هسته ای امروزه مشاهده می شود. امروزه بازی های زیادی وجود ندارد که واقعاً از فناوری HyperThreading استفاده کنند، با وجود اینکه چندین سال است که پردازنده های انبوه با پشتیبانی از آن در حال تولید کامل هستند.

در برنامه های اداری وضعیت چندان روشن نیست. اول از همه، برنامه های این کلاس به ندرت به تنهایی کار می کنند - یک وضعیت بسیار رایج تر زمانی است که چندین برنامه آفیس به طور موازی روی رایانه اجرا می شوند. به عنوان مثال، یک کاربر با یک ویرایشگر متن کار می کند، و در همان زمان یک وب سایت در مرورگر بارگذاری می شود، و همچنین در پس زمینهاسکن برای ویروس ها انجام می شود. بدیهی است که داشتن چندین برنامه در حال اجرا به شما امکان می دهد به راحتی از چندین پردازنده استفاده کنید و عملکرد را افزایش دهید. علاوه بر این، همه چیز نسخه های ویندوز XP، از جمله Home Edition (که در ابتدا از پشتیبانی از پردازنده‌های چند هسته‌ای محروم بود)، در حال حاضر می‌تواند از مزایای پردازنده‌های دو هسته‌ای با توزیع رشته‌های برنامه بین آنها استفاده کند. بنابراین از راندمان بالا در اجرای برنامه های پس زمینه متعدد اطمینان حاصل می شود.

بنابراین، اگر برنامه‌های اداری بهینه‌نشده به صورت موازی اجرا شوند، می‌توانیم انتظار تأثیری داشته باشیم، اما درک اینکه آیا چنین افزایش عملکردی ارزش افزایش قابل توجه هزینه‌های یک پردازنده دو هسته‌ای را دارد، دشوار است. علاوه بر این، ضرر معینپردازنده‌های دو هسته‌ای (مخصوصاً پردازنده‌های پنتیوم دی اینتل) این است که برنامه‌هایی که عملکرد آنها نه به دلیل قدرت پردازشی خود پردازنده، بلکه به دلیل سرعت دسترسی به حافظه محدود می‌شود، ممکن است از داشتن هسته‌های متعدد بهره نبرند.

نتیجه گیری

شکی نیست که پردازنده های چند هسته ای قطعا آینده هستند، اما امروز، زمانی که بسیاری از موجود نرم افزاربرای پردازنده های جدید بهینه سازی نشده است، مزایای آنها به اندازه ای که تولید کنندگان سعی می کنند در مواد تبلیغاتی خود نشان دهند آشکار نیست. بله، کمی بعد، زمانی که تعداد برنامه هایی که از پردازنده های چند هسته ای پشتیبانی می کنند افزایش شدیدی پیدا کرد (در درجه اول این مربوط به بازی های سه بعدی است که در آن پردازنده های نسل جدید به کاهش قابل توجهی کمک می کنند. سیستم گرافیکی) خرید آنها توصیه می شود، اما اکنون... مدت هاست که مشخص شده است که خرید پردازنده های "برای رشد" به دور از موثرترین سرمایه گذاری است.

از سوی دیگر، پیشرفت سریع است، و برای یک فرد عادی، تغییر هر سال کامپیوتر، شاید بیش از حد باشد. بنابراین، همه دارندگان سیستم های نسبتاً مدرن مبتنی بر پردازنده های تک هسته ای نباید در آینده نزدیک خیلی نگران باشند - سیستم های شما برای مدتی "در حد" خواهند بود، در حالی که کسانی که قصد خرید دارند کامپیوتر جدید، ما همچنان توصیه می کنیم توجه خود را به مدل های نسبتاً ارزان قیمت پردازنده های دو هسته ای معطوف کنید.

در پاسخ به این سوال که تعداد هسته های یک پردازنده بر چه چیزی تأثیر می گذارد ، می خواهم بلافاصله بگویم - عملکرد رایانه. اما این ساده سازی آنقدر قوی است که حتی در مقطعی به اشتباه تبدیل می شود.

خوب است اگر کاربران به سادگی اشتباه کنند و چیزی را از دست ندهند. مشکل این است که درک نادرست از ماهیت چند هسته ای منجر به زیان مالی می شود. در تلاش برای افزایش کارایی، شخص برای پردازنده ای با هسته های بیشتر پول خرج می کند، اما تفاوت را متوجه نمی شود.

چند هسته ای و چند رشته ای

وقتی موضوع را بررسی کردیم، متوجه ویژگی‌های پردازنده‌های اینتل - به صورت استاندارد شدیم ابزارهای ویندوزتعداد هسته های مختلف نمایش داده می شود. این به دلیل کار فناوری Hyper-Threading است که چند رشته را فراهم می کند.

برای اینکه دیگر در مفاهیم گیج نشوید، بیایید یک بار برای همیشه آن را مرتب کنیم:

• چند هسته ای - تراشه به چندین هسته معماری فیزیکی مجهز شده است. می توانید آنها را ببینید و با دستان خود آنها را لمس کنید.
• Multithreading - چندین جریان اطلاعات پردازش شده به طور همزمان.
  هسته ممکن است از نظر فیزیکی یکی باشد، اما فناوری های نرم افزاری مبتنی بر آن دو رشته از اجرای کار را ایجاد می کنند. دو هسته - چهار رشته و غیره

تاثیر تعداد هسته ها بر عملکرد

افزایش عملکرد در یک پردازنده چند هسته ای با شکستن اجرای کار به دست می آید. هر سیستم مدرن فرآیند را به چندین رشته تقسیم می کند، حتی در یک پردازنده تک هسته ای - به این ترتیب چند وظیفه ای به دست می آید، که در آن می توانید، به عنوان مثال، به موسیقی گوش دهید، یک سند را تایپ کنید و با یک مرورگر کار کنید. برنامه های زیر دوست دارند و دائماً از multithreading استفاده می کنند:

• بایگانی ها
• پخش کننده رسانه؛
• رمزگذارهای ویدئویی؛
• یکپارچه سازها؛
• آنتی ویروس ها؛
• ویرایشگرهای گرافیکی

اصل جداسازی جریان مهم است. اگر کامپیوتر بر روی یک پردازنده تک هسته ای بدون فناوری Hyper-Threading اجرا شود، پس سیستم عاملسوئیچ های فوری بین رشته ها ایجاد می کند، به طوری که فرآیندهای کاربر به صورت بصری به طور همزمان اجرا می شوند. همه چیز در عرض میلی ثانیه اتفاق می افتد، بنابراین تاخیر زیادی را مشاهده نمی کنید، مگر اینکه استرس زیادی به CPU وارد کنید.

اگر پردازنده چند هسته ای باشد (یا از چند رشته ای پشتیبانی کند)، در حالت ایده آل هیچ تغییری وجود نخواهد داشت. سیستم برای هر هسته یک نخ جداگانه ارسال می کند. نتیجه افزایش بهره وری است زیرا نیازی به تغییر به کار دیگری نیست.

اما یک عامل مهم دیگر وجود دارد - آیا از خود پشتیبانی می کند؟ برنامهچند وظیفه ای؟ این سیستم می تواند فرآیندها را به رشته های مختلف تقسیم کند. با این حال، اگر یک بازی بسیار سخت را اجرا می کنید، اما برای اجرا بر روی چهار هسته بهینه نشده است، اما در مقایسه با آن هیچ افزایش عملکردی وجود ندارد. پردازنده دو هسته ایوجود نخواهد داشت

توسعه دهندگان بازی و برنامه از این ویژگی آگاه هستند، بنابراین به طور مداوم کد خود را برای انجام وظایف روی پردازنده های چند هسته ای بهینه می کنند. اما این بهینه سازی همیشه همگام با افزایش تعداد هسته ها نیست، بنابراین نباید پول زیادی را برای جدیدترین ها خرج کنید. پردازنده های قدرتمندبا حداکثر تعداد ممکن از رشته های پشتیبانی شده، پتانسیل تراشه در 9 برنامه از 10 برنامه آشکار نخواهد شد.

بنابراین چند هسته باید انتخاب کنید؟

قبل از خرید یک پردازنده با 16 هسته، در نظر بگیرید که آیا این تعداد رشته برای انجام وظایفی که به رایانه محول می کنید لازم است یا خیر.

• اگر رایانه ای برای کار با اسناد، گشت و گذار در اینترنت، گوش دادن به موسیقی، تماشای فیلم خریداری شود، دو هسته کافی است. اگر پردازنده ای با دو هسته از بخش قیمت بالایی با فرکانس خوب و پشتیبانی از چند رشته ای بگیرید، در هنگام کار با ویرایشگرهای گرافیکی مشکلی وجود نخواهد داشت.
• اگر ماشینی را با انتظار عملکرد قدرتمند بازی می‌خرید، فوراً فیلتری را برای حداقل 4 هسته نصب کنید. 8 هسته با پشتیبانی از چند رشته - بسیار بالا با حاشیه چند سال. 16 هسته امیدوارکننده است، اما احتمال زیادی وجود دارد که تا زمانی که پتانسیل چنین تراشه ای را باز کنید، منسوخ شود.

همانطور که قبلاً گفتم، توسعه دهندگان بازی و برنامه در تلاش هستند تا با پیشرفت پردازنده ها هماهنگی داشته باشند، اما در حال حاضر به قدرت های عظیم نیازی نیست. 16 هسته برای کاربرانی که رندر ویدیو یا محاسبات سرور انجام می دهند مناسب است. بله، در فروشگاه‌ها به این پردازنده‌ها، پردازنده‌های بازی گفته می‌شود، اما این فقط به این دلیل است که بتوان آنها را فروخت - قطعاً تعداد گیمرهای اطراف بیشتر از کسانی است که ویدیوها را ارائه می‌کنند.

مزایای چند هسته ای را فقط می توان با موارد بسیار جدی مشاهده کرد کار محاسباتیدر چندین رشته اگر به طور نسبی، یک بازی یا برنامه فقط برای چهار رشته بهینه سازی شده باشد، حتی هشت هسته شما نیز قدرت بی معنی خواهد بود که به هیچ وجه بر عملکرد تأثیر نخواهد گذاشت.

این مانند حمل یک صندلی روی یک کامیون بزرگ است - این کار را سریعتر نمی کند. اما اگر از فرصت‌های موجود به درستی استفاده کنید (مثلاً بدن را با مبلمان کاملاً متفاوت بارگیری کنید) بهره‌وری نیروی کار افزایش می‌یابد. این را در نظر داشته باشید و فریب ترفندهای بازاریابی را نخورید که کلمه "بازی" را به پردازنده هایی اضافه می کنند که حتی در حداکثر جدیدترین بازی هابه پتانسیل کامل خود نخواهند رسید.

همچنین در سایت:

تعداد هسته های پردازنده بر چه چیزی تأثیر می گذارد؟به روز رسانی: 31 ژانویه 2018 توسط: مدیر

اولین پردازنده های کامپیوتری با چندین هسته در اواسط دهه 2000 در بازار مصرف ظاهر شدند، اما بسیاری از کاربران هنوز کاملاً نمی دانند که پردازنده های چند هسته ای چیست و چگونه ویژگی های آنها را درک کنند.

فرمت ویدیویی مقاله "تمام حقیقت در مورد پردازنده های چند هسته ای"

توضیحی ساده در مورد سوال “پردازنده چیست”

ریزپردازنده یکی از دستگاه های اصلی کامپیوتر است. این نام رسمی خشک اغلب به سادگی به "پردازنده" کوتاه می شود). پردازنده یک ریزمدار با مساحتی قابل مقایسه با جعبه کبریت است. اگر دوست دارید، پردازنده مانند موتور ماشین است. مهمترین بخش، اما نه تنها. این خودرو همچنین دارای چرخ، بدنه و پخش کننده با چراغ جلو است. اما این پردازنده (مانند موتور ماشین) است که قدرت "ماشین" را تعیین می کند.

بسیاری از مردم یک پردازنده را یک واحد سیستم می نامند - یک "جعبه" که در آن تمام اجزای رایانه شخصی قرار دارد، اما این اساسا اشتباه است. واحد سیستم- این کیس کامپیوتر به همراه تمام قطعات آن است - هارد دیسک, RAMو بسیاری جزئیات دیگر

عملکرد پردازنده - محاسبه. مهم نیست دقیقا کدومشون. واقعیت این است که تمام کارهای کامپیوتری منحصراً به محاسبات حسابی گره خورده است. جمع، ضرب، تفریق و جبر دیگر - همه اینها توسط یک ریزمدار به نام "پردازنده" انجام می شود. و نتایج چنین محاسباتی در قالب یک بازی، یک فایل Word یا فقط یک دسکتاپ روی صفحه نمایش داده می شود.

قسمت اصلی کامپیوتر که محاسبات را انجام می دهد پردازنده چیست.

هسته پردازنده و چند هسته ای چیست

از آغاز قرن های پردازنده، این ریز مدارها تک هسته ای بودند. هسته در واقع خود پردازنده است. قسمت اصلی و اصلی آن. پردازنده‌ها بخش‌های دیگری نیز دارند - مثلاً "پاها" - تماس‌ها، "سیم‌کشی الکتریکی" میکروسکوپی - اما این بلوک است که مسئول محاسبات است که نامیده می‌شود. هسته پردازنده. هنگامی که پردازنده ها بسیار کوچک شدند، مهندسان تصمیم گرفتند چندین هسته را در یک "مورد" پردازنده ترکیب کنند.

اگر یک پردازنده را به عنوان یک آپارتمان تصور کنید، هسته اصلی یک اتاق بزرگ در چنین آپارتمانی است. یک آپارتمان یک اتاقه یک هسته پردازشگر (یک اتاق-سالن بزرگ)، آشپزخانه، حمام، راهرو... آپارتمان دو اتاقه مانند دو هسته پردازنده همراه با اتاق های دیگر است. آپارتمان های سه، چهار و حتی 12 اتاقه وجود دارد. در مورد پردازنده ها نیز همینطور است: در داخل یک کریستال "آپارتمان" می تواند چندین هسته "اتاقی" وجود داشته باشد.

چند هسته ای- این تقسیم یک پردازنده به چندین بلوک عملکردی یکسان است. تعداد بلوک ها تعداد هسته های داخل یک پردازنده است.

انواع پردازنده های چند هسته ای

یک تصور اشتباه وجود دارد: "هرچه یک پردازنده هسته های بیشتری داشته باشد، بهتر است." دقیقاً اینگونه است که بازاریابانی که برای ایجاد این نوع تصور غلط پول می گیرند، سعی می کنند موضوع را ارائه دهند. وظیفه آنها فروش پردازنده های ارزان قیمت است، علاوه بر این، با قیمت های بالاتر و در مقادیر زیاد. اما در واقع تعداد هسته ها با ویژگی اصلی پردازنده ها فاصله زیادی دارد.

بیایید به قیاس پردازنده ها و آپارتمان ها برگردیم. یک آپارتمان دو اتاقه گرانتر، راحت تر و معتبرتر از آپارتمان یک اتاقه است. اما به شرطی که این آپارتمان ها در یک منطقه واقع شده باشند، به همان شکل مجهز شده باشند و بازسازی آنها مشابه باشد. پردازنده های ضعیف چهار هسته ای (یا حتی 6 هسته ای) وجود دارند که به طور قابل توجهی ضعیف تر از پردازنده های دو هسته ای هستند. اما باورش سخت است: البته، این جادو است اعداد بزرگ 4 یا 6 در مقابل "بعضی" دو. با این حال، این دقیقاً همان چیزی است که اغلب بسیار زیاد اتفاق می افتد. به نظر می رسد همان آپارتمان چهار اتاقه، اما در حالت ویران، بدون بازسازی، در منطقه ای کاملا دور افتاده - و حتی به قیمت یک آپارتمان دو اتاقه مجلل در مرکز.

چند هسته درون یک پردازنده وجود دارد؟

برای کامپیوترهای شخصیو لپ‌تاپ‌ها، پردازنده‌های تک هسته‌ای چندین سال است که به درستی تولید نمی‌شوند و به ندرت می‌توان آنها را در فروش پیدا کرد. تعداد هسته ها از دو شروع می شود. چهار هسته - به عنوان یک قاعده، اینها پردازنده های گران تری هستند، اما بازگشتی از آنها وجود دارد. همچنین پردازنده های 6 هسته ای وجود دارد که بسیار گران هستند و از نظر عملی بسیار کمتر مفید هستند. تعداد کمی از کارها می توانند به افزایش عملکرد در این کریستال های هیولا دست یابند.

آزمایشی توسط AMD برای ایجاد پردازنده های 3 هسته ای وجود داشت، اما این قبلاً در گذشته است. خیلی خوب شد، اما زمان آنها گذشته است.

به هر حال، AMD همچنین پردازنده های چند هسته ای تولید می کند، اما، به عنوان یک قاعده، آنها به طور قابل توجهی ضعیف تر از رقبای اینتل هستند. درست است، قیمت آنها بسیار پایین تر است. فقط باید بدانید که 4 هسته AMD تقریباً همیشه به طور قابل توجهی ضعیف تر از همان 4 هسته اینتل می شود.

اکنون می دانید که پردازنده ها دارای 1، 2، 3، 4، 6 و 12 هسته هستند. پردازنده های تک هسته ای و 12 هسته ای بسیار نادر هستند. پردازنده‌های سه هسته‌ای متعلق به گذشته هستند. پردازنده های شش هسته ای یا بسیار گران هستند (اینتل) یا آنقدر قوی نیستند (AMD) که برای تعداد آن هزینه بیشتری بپردازید. 2 و 4 هسته رایج ترین و کاربردی ترین دستگاه ها از ضعیف ترین تا قوی ترین هستند.

فرکانس پردازنده چند هسته ای

یکی از ویژگی های پردازنده های کامپیوتری فرکانس آنهاست. همان مگاهرتز (و اغلب گیگاهرتز). فرکانس یک ویژگی مهم است، اما به دور از آن است. بله، شاید مهم ترین مورد نباشد. به عنوان مثال، یک پردازنده دو هسته ای 2 گیگاهرتزی نسبت به همتای تک هسته ای 3 گیگاهرتزی خود، پیشنهاد قدرتمندتری است.

این کاملا اشتباه است که فرض کنیم فرکانس یک پردازنده برابر با فرکانس هسته های آن ضرب در تعداد هسته ها است. به بیان ساده، یک پردازنده 2 هسته ای با فرکانس هسته 2 کل گیگاهرتزفرکانس به هیچ وجه برابر با 4 گیگاهرتز نیست! حتی مفهوم "فرکانس مشترک" وجود ندارد. در در این مورد, فرکانس CPUدقیقا برابر با 2 گیگاهرتز بدون ضرب، جمع یا عملیات دیگر.

و دوباره پردازنده ها را به آپارتمان "تبدیل" می کنیم. اگر ارتفاع سقف در هر اتاق 3 متر باشد، ارتفاع کل آپارتمان ثابت می ماند - همان سه متر، و نه یک سانتی متر بالاتر. هر چند اتاق در چنین آپارتمانی وجود داشته باشد، ارتفاع این اتاق ها تغییر نمی کند. به همین ترتیب سرعت کلاک هسته های پردازنده. جمع نمی شود و ضرب نمی شود.

چند هسته ای مجازی یا Hyper-Threading

نیز وجود دارد هسته های پردازنده مجازی. فناوری Hyper-Threading در پردازنده‌های اینتل باعث می‌شود که کامپیوتر «فکر کند» که در واقع 4 هسته درون یک پردازنده دو هسته‌ای وجود دارد. بسیار شبیه به یک و تنها هارد دیسک به چندین منطقی تقسیم می شود- درایوهای محلی C، D، E و غیره.

هایپرThreading یک فناوری بسیار مفید برای تعدادی از وظایف است.. گاهی اوقات اتفاق می افتد که هسته پردازنده فقط نیمی از آن استفاده می شود و ترانزیستورهای باقی مانده در ترکیب آن بیکار هستند. مهندسان با تقسیم هر هسته پردازشگر فیزیکی به دو بخش مجازی، راهی برای ایجاد این "بیکارها" نیز ابداع کردند. انگار یک اتاق نسبتا بزرگ با یک پارتیشن به دو قسمت تقسیم شده است.

آیا این مفهوم عملی دارد؟ ترفند با هسته های مجازی? اغلب - بله، اگرچه همه اینها به وظایف خاص بستگی دارد. به نظر می رسد که اتاق های بیشتری وجود دارد (و مهمتر از همه، استفاده منطقی تر از آنها است)، اما مساحت اتاق تغییر نکرده است. در ادارات، چنین پارتیشن هایی فوق العاده مفید هستند و در برخی از آپارتمان های مسکونی نیز. در موارد دیگر، پارتیشن بندی اتاق (تقسیم هسته پردازنده به دو هسته مجازی) اصلاً فایده ای ندارد.

توجه داشته باشید که گران ترین و پردازنده های قدرتمندکلاسهستهi7 اجباری مجهز استهایپرنخ زنی. آنها 4 هسته فیزیکی و 8 هسته مجازی دارند. به نظر می رسد که 8 رشته محاسباتی به طور همزمان روی یک پردازنده کار می کنند. پردازنده‌های ارزان‌تر اما قدرتمند کلاس اینتل هستهi5از چهار هسته تشکیل شده است، اما Hyper Threading در آنجا کار نمی کند. به نظر می رسد که Core i5 با 4 رشته محاسبات کار می کند.

پردازنده ها هستهi3- "متوسط" معمولی، هم از نظر قیمت و هم از نظر عملکرد. آنها دو هسته دارند و هیچ اشاره ای به Hyper-Threading ندارند. در کل معلوم می شود که هستهi3فقط دو رشته محاسباتی همین امر در مورد کریستال‌های مقرون به صرفه نیز صدق می‌کند پنتیوم وسلرون. دو هسته، بدون hyper-threading = دو رشته.

آیا یک کامپیوتر به تعداد زیادی هسته نیاز دارد؟ یک پردازنده به چند هسته نیاز دارد؟

تمام پردازنده های مدرن به اندازه کافی برای کارهای رایج قدرتمند هستند. گشت و گذار در اینترنت، مکاتبات در شبکه های اجتماعی و ایمیل، وظایف اداری Word-PowerPoint-Excel: Atom ضعیف، Celeron و Pentium مقرون به صرفه برای این کار مناسب هستند، البته به Core i3 قدرتمندتر اشاره نکنیم. دو هسته برای کار منظمبیش از اندازه کافی پردازنده ای با تعداد هسته های زیاد افزایش قابل توجهی در سرعت به همراه نخواهد داشت.

برای بازی ها باید به پردازنده ها توجه کنیدهستهi3 یاi5. در عوض، عملکرد بازی نه به پردازنده، بلکه به کارت گرافیک بستگی دارد. به ندرت یک بازی به قدرت کامل Core i7 نیاز دارد. بنابراین، اعتقاد بر این است که بازی ها به بیش از چهار هسته پردازنده نیاز ندارند و اغلب دو هسته مناسب هستند.

برای کارهای جدی مانند برنامه های مهندسی خاص، رمزگذاری ویدئو و سایر کارهایی که نیاز به منابع زیادی دارند تجهیزات واقعاً سازنده مورد نیاز است. اغلب، نه تنها هسته های پردازشگر فیزیکی، بلکه مجازی نیز در اینجا استفاده می شود. هر چه رشته های محاسباتی بیشتر باشد، بهتر است. و مهم نیست که چنین پردازنده ای چقدر هزینه دارد: برای حرفه ای ها، قیمت آنقدر مهم نیست.

آیا پردازنده های چند هسته ای مزایایی دارند؟

کاملاً بله. کامپیوتر به طور همزمان با چندین کار سر و کار دارد - حداقل ویندوز کار میکنه(به هر حال، اینها صدها کار مختلف هستند) و در همان لحظه، پخش فیلم. پخش موسیقی و گشت و گذار در اینترنت. شغل ویرایشگر متنو موسیقی روشن شد دو هسته پردازنده - و این در واقع دو پردازنده است - با وظایف مختلف سریعتر از یک پردازنده کنار می آیند. دو هسته این کار را کمی سریعتر می کند. چهار حتی سریعتر از دو است.

در سال‌های اول وجود فناوری چند هسته‌ای، همه برنامه‌ها حتی با دو هسته پردازنده هم نمی‌توانستند کار کنند. تا سال 2014، اکثریت قریب به اتفاق برنامه ها می توانند چندین هسته را درک کنند و بتوانند از مزایای آن بهره ببرند. سرعت انجام وظایف پردازشی در یک پردازنده دو هسته ای به ندرت دو برابر می شود، اما تقریباً همیشه افزایش عملکرد وجود دارد.

بنابراین، این افسانه ریشه‌دار که برنامه‌ها نمی‌توانند از چندین هسته استفاده کنند، اطلاعات قدیمی است. روزی روزگاری واقعاً چنین بود، امروز وضعیت به طرز چشمگیری بهبود یافته است. مزایای چندین هسته غیرقابل انکار است، این یک واقعیت است.

وقتی پردازنده هسته های کمتری داشته باشد، بهتر است

شما نباید پردازنده ای را با استفاده از فرمول نادرست «هرچه هسته های بیشتر، بهتر» خریداری کنید. این اشتباه است. اولا، پردازنده های 4، 6 و 8 هسته ای به طور قابل توجهی گران تر از همتایان دو هسته ای خود هستند. افزایش قابل توجه قیمت همیشه از نقطه نظر عملکرد قابل توجیه نیست. به عنوان مثال، اگر یک پردازنده 8 هسته ای تنها 10٪ سریعتر از یک پردازنده با هسته های کمتر باشد، اما 2 برابر گران تر باشد، توجیه چنین خریدی دشوار خواهد بود.

ثانیاً، هر چه یک پردازنده هسته های بیشتری داشته باشد، از نظر مصرف انرژی پرخاشگرتر است. خرید لپ تاپ بسیار گران تر با Core i7 4 هسته ای (8 رشته ای) فایده ای ندارد اگر لپ تاپ فقط پردازش را انجام دهد. فایل های متنی، گشت و گذار در اینترنت و غیره. هیچ تفاوتی با Core i5 دو هسته ای (4 رشته ای) وجود نخواهد داشت و Core i3 کلاسیک با تنها دو رشته محاسباتی از "همکار" برجسته تر خود پایین تر نخواهد بود. و چنین لپ‌تاپ قدرتمندی نسبت به Core i3 مقرون‌به‌صرفه و بی‌مصرف، با باتری کمتر دوام خواهد آورد.

پردازنده های چند هسته ای در تلفن های همراه و تبلت ها

مد برای چندین هسته محاسباتی در یک پردازنده در دستگاه های تلفن همراه نیز صدق می کند. گوشی‌های هوشمند و تبلت‌هایی که تعداد هسته‌های زیادی دارند، تقریباً هرگز از تمام قابلیت‌های ریزپردازنده‌های خود استفاده نمی‌کنند. رایانه‌های همراه دو هسته‌ای گاهی اوقات در واقع کمی سریع‌تر کار می‌کنند، اما 4 هسته و حتی بیشتر از آن 8 هسته، رک و پوست کنده هستند. باتری کاملاً غیر خدایی مصرف می شود و دستگاه های محاسباتی قدرتمند به سادگی بیکار می نشینند. نتیجه گیری - پردازنده های چند هسته ای در تلفن ها، تلفن های هوشمند و تبلت ها فقط یک ادای احترام به بازاریابی هستند و نه یک نیاز فوری. رایانه‌ها نسبت به تلفن‌ها دستگاه‌های سخت‌تری هستند. آنها واقعاً به دو هسته پردازنده نیاز دارند. چهار به درد نمیخوره 6 و 8 برای کارهای عادی و حتی بازی ها بیش از حد هستند.

چگونه یک پردازنده چند هسته ای انتخاب کنیم و اشتباه نکنیم؟

بخش عملی مقاله امروز مربوط به سال 2014 است. بعید است که در سال های آینده چیزی تغییر قابل توجهی داشته باشد. ما فقط در مورد پردازنده های تولید شده توسط اینتل صحبت خواهیم کرد. بله، AMD راه حل های خوبی ارائه می دهد، اما محبوبیت کمتری دارند و درک آنها دشوارتر است.

توجه داشته باشید که جدول بر اساس پردازنده های 2012-2014 است. نمونه های قدیمی ویژگی های متفاوتی دارند. ما همچنین به گزینه های نادر CPU اشاره نکردیم، به عنوان مثال، Celeron تک هسته ای (امروزه نیز وجود دارد، اما این یک گزینه غیر معمول است که تقریباً در بازار وجود ندارد). شما نباید پردازنده ها را صرفاً بر اساس تعداد هسته های درون آنها انتخاب کنید - ویژگی های مهم دیگری نیز وجود دارد. جدول فقط انتخاب یک پردازنده چند هسته ای را آسان تر می کند، اما مدل خاص(و ده ها مورد از آنها در هر کلاس وجود دارد) باید فقط پس از آشنایی دقیق با پارامترهای آنها خریداری شود: فرکانس، اتلاف گرما، تولید، اندازه حافظه پنهان و سایر مشخصات.

خلاصه ای از مقاله "تمام حقیقت در مورد پردازنده های چند هسته ای." به جای یادداشت

• هسته CPU- جزء آن در واقع یک پردازنده مستقل در داخل کیس. پردازنده دو هسته ای - دو پردازنده در یک.
• چند هسته ایقابل مقایسه با تعداد اتاق های داخل آپارتمان. آپارتمان های دو اتاقه بهتر از آپارتمان های یک اتاقه هستند، اما فقط با مساوی بودن سایر مشخصات (موقعیت آپارتمان، وضعیت، مساحت، ارتفاع سقف).
• این بیانیه که هر چه یک پردازنده هسته های بیشتری داشته باشد، بهتر است- یک ترفند بازاریابی، یک قانون کاملاً اشتباه. از این گذشته، یک آپارتمان نه تنها با تعداد اتاق ها، بلکه با توجه به موقعیت مکانی، بازسازی و سایر پارامترها نیز انتخاب می شود. همین امر در مورد چندین هسته درون پردازنده نیز صدق می کند.
• وجود دارد چند هسته ای "مجازی". — تکنولوژی Hyper-Threading. به لطف این فناوری، هر هسته "فیزیکی" به دو هسته "مجازی" تقسیم می شود. به نظر می رسد که یک پردازنده 2 هسته ای با Hyper-Threading تنها دو هسته واقعی دارد، اما این پردازنده ها به طور همزمان 4 رشته محاسباتی را پردازش می کنند. این یک ویژگی واقعا مفید است، اما یک پردازنده 4 رشته ای را نمی توان یک پردازنده چهار هسته ای در نظر گرفت.
• برای پردازنده های دسکتاپ اینتل: Celeron - 2 هسته و 2 رشته. پنتیوم - 2 هسته، 2 رشته. Core i3 - 2 هسته، 4 رشته. Core i5 - 4 هسته، 4 رشته. Core i7 - 4 هسته، 8 رشته. پردازنده‌های لپ‌تاپ (موبایل) اینتل تعداد هسته/رشته‌های متفاوتی دارند.
• برای کامپیوترهای موبایلبهره وری انرژی (در عمل، عمر باتری) اغلب مهمتر از تعداد هسته ها است.