Processadores multi-core são unidades centrais de processamento que contêm mais de dois núcleos de computação. Esses núcleos podem estar localizados no mesmo pacote e no mesmo chip do processador.

O que é um processador multi-core?

Na maioria das vezes, os processadores multi-core são entendidos como unidades centrais de processamento nas quais vários núcleos de computação são integrados em um chip (ou seja, eles estão localizados no mesmo chip de silício).

Normalmente, a frequência do clock em processadores multi-core é deliberadamente subestimada. Isso é feito para reduzir o consumo de energia, mantendo o desempenho do processador necessário. Ao mesmo tempo, cada núcleo é um microprocessador completo, caracterizado pelos recursos de todos os processadores modernos - ele usa um cache de vários níveis, suporta execução fora de ordem de código e instruções vetoriais.

Hyper-threading

Os núcleos em processadores multi-core podem suportar a tecnologia SMT, que permite a execução de vários threads e a criação de vários processadores lógicos a partir de cada núcleo. Nos processadores fabricados pela Intel, essa tecnologia é chamada de "Hyper-threading". Graças a ele, você pode dobrar o número de processadores lógicos em relação ao número de chips físicos. Em microprocessadores que suportam essa tecnologia, cada processador físico é capaz de armazenar o estado de dois threads ao mesmo tempo. Para o sistema operacional, isso parecerá ter dois processadores lógicos. Se um deles pausar (por exemplo, esperando que os dados sejam recebidos da memória), o outro processador lógico começa a executar seu próprio thread.

Tipos de processadores multi-core

Os processadores multi-core são divididos em vários tipos. Eles podem ou não suportar o uso de cache compartilhado. A comunicação entre os núcleos é implementada com base nos princípios de uso de um barramento compartilhado, uma rede em links ponto a ponto, uma rede com switch ou usando um cache compartilhado.

Princípio da Operação

A maioria dos processadores multi-core modernos funciona de acordo com o esquema a seguir. Se aplicativo em execução suporta multithreading, pode forçar o processador a executar várias tarefas ao mesmo tempo. Por exemplo, se o seu computador usa 4- processador nuclear com uma frequência de clock de 1,8 GHz, o programa pode "carregar" todos os quatro núcleos de uma vez, enquanto a frequência total do processador será de 7,2 GHz. Se vários programas estiverem sendo executados ao mesmo tempo, cada um deles poderá usar parte dos núcleos do processador, o que também leva a um aumento no desempenho do computador.

Muitos sistemas operacionais suportam multi-threading, então usar processadores multi-core pode acelerar seu computador mesmo para aplicativos que não suportam multi-threading. Se considerarmos o trabalho de apenas um aplicativo, o uso de processadores multi-core será justificado apenas se esse aplicativo for otimizado para multithreading. NO por outro lado, a velocidade de um processador multi-core não será diferente da velocidade de um processador convencional e, às vezes, até mais lenta.

Muitas pessoas, na hora de comprar um processador, procuram escolher algo mais legal, com múltiplos núcleos e alta velocidade de clock. Mas, ao mesmo tempo, poucas pessoas sabem o que realmente afeta o número de núcleos do processador. Por que, por exemplo, um dual-core comum e simples pode ser mais rápido que um quad-core ou o mesmo “perc” com 4 núcleos será mais rápido que um “perc” com 8 núcleos. Este é um tópico bastante interessante, que definitivamente vale a pena explorar com mais detalhes.

Introdução

Antes de começar a descobrir o que afeta o número de núcleos do processador, gostaria de fazer uma pequena digressão. Até alguns anos atrás, os projetistas de CPUs estavam confiantes de que as tecnologias de fabricação, que estão se desenvolvendo tão rapidamente, permitiriam a produção de "joias" com velocidades de clock de até 10 GHz, o que permitiria aos usuários esquecer os problemas de baixo desempenho. No entanto, nenhum sucesso foi alcançado.

Por mais que se desenvolvesse o processo técnico, aquele "Intel", aquele "AMD" esbarrava em limitações puramente físicas, que simplesmente não permitiam o lançamento de "processadores" com frequência de clock de até 10 GHz. Decidiu-se então focar não nas frequências, mas no número de núcleos. Assim, começou uma nova corrida pela produção de "cristais" processadores mais potentes e eficientes, que continua até hoje, mas não é mais tão ativa quanto no início.

Processadores Intel e AMD

Hoje, Intel e AMD são concorrentes diretos no mercado de processadores. Se olharmos para receitas e vendas, os Blues terão uma clara vantagem, embora em recentemente Os Reds estão tentando acompanhar. Ambas as empresas têm uma boa gama soluções prontas para todas as ocasiões - de um processador simples com 1-2 núcleos a monstros reais, nos quais o número de núcleos excede 8. Normalmente, essas "pedras" são usadas em "computadores" de trabalho especiais que têm um foco estreito.

Intel

Então hoje por Intel 5 tipos de processadores são bem-sucedidos: Celeron, Pentium e i7. Cada uma dessas "pedras" tem um número diferente de núcleos e são projetadas para diferentes tarefas. Por exemplo, o Celeron tem apenas 2 núcleos e é usado principalmente em computadores de escritório e domésticos. O Pentium, ou, como também é chamado, “stump”, também é usado em casa, mas já tem desempenho bem melhor, principalmente devido à tecnologia Hyper-Threading, que “adiciona” mais dois núcleos virtuais a dois núcleos físicos, que são chamados de fios. Assim, um "perc" dual-core funciona como o quad-core mais orçamentário, embora isso não seja totalmente correto, mas o ponto principal é exatamente esse.

Quanto à linha Core, a situação é aproximadamente a mesma. O modelo mais novo com o número 3 tem 2 núcleos e 2 threads. A linha mais antiga - Core i5 - já possui 4 ou 6 núcleos completos, mas não possui a função Hyper-Threading e não possui threads adicionais, exceto 4-6 padrão. E por último, os core i7 são os processadores de ponta, que, via de regra, possuem de 4 a 6 núcleos e o dobro de threads, ou seja, por exemplo, 4 núcleos e 8 threads ou 6 núcleos e 12 threads.

AMD

Agora vale a pena falar sobre AMD. A lista de "pedras" desta empresa é enorme, não faz sentido listar tudo, pois a maioria dos modelos está simplesmente desatualizada. Talvez valha a pena notar a nova geração, que de certa forma "copia" Intel - Ryzen. Nesta linha, também existem modelos com os números 3, 5 e 7. A principal diferença dos "azuis" para Ryzen é que o modelo mais novo fornece imediatamente 4 núcleos completos, enquanto o mais antigo não possui 6, mas como muitos como oito. Além disso, o número de threads também muda. Ryzen 3 - 4 threads, Ryzen 5 - 8-12 (dependendo do número de núcleos - 4 ou 6) e Ryzen 7 - 16 threads.

Vale citar outra linha "vermelha" - FX, que surgiu em 2012, e, de fato, essa plataforma já é considerada obsoleta, mas pelo fato de cada vez mais programas e jogos começarem a suportar multithreading, a linha Vishera novamente ganhou popularidade, que junto com preços baixos só cresce.

Bem, quanto às disputas sobre a frequência do processador e o número de núcleos, então, na verdade, é mais correto olhar para o segundo, pois todos já decidiram as frequências do clock, e até os principais modelos da Intel funcionam nominais 2,7, 2,8, 3 GHz. Além disso, a frequência sempre pode ser aumentada com a ajuda de overclock, mas no caso de um dual-core não dará muito efeito.

Como descobrir quantos núcleos

Se alguém não souber como determinar o número de núcleos do processador, isso pode ser feito de maneira fácil e simples, mesmo sem baixar e instalar separadamente programas especiais. Você só precisa ir ao "Gerenciador de dispositivos" e clicar na pequena seta ao lado do item "Processadores".

Pegue mais informação detalhada sobre quais tecnologias sua "pedra" suporta, qual frequência de clock ela possui, seu número de revisão e muito mais pode ser feito com a ajuda de um pequeno e especial programa CPU-Z. Você pode baixá-lo gratuitamente no site oficial. Existe uma versão que não requer instalação.

Vantagem de dois núcleos

Qual poderia ser a vantagem de um processador dual-core? Muitas coisas, por exemplo, em jogos ou aplicativos, em cujo desenvolvimento o trabalho de thread único era a principal prioridade. Veja, por exemplo, o jogo World of Tanks. Os processadores dual-core mais comuns, como Pentium ou Celeron, fornecerão um resultado de desempenho bastante decente, enquanto alguns FX da AMD ou INTEL Core usarão muito mais de seus recursos e o resultado será quase o mesmo.

Os melhores 4 núcleos

Como 4 núcleos podem ser melhores que dois? A melhor performance. As "pedras" quad-core já são projetadas para trabalhos mais sérios, onde simples "tocos" ou "celerons" simplesmente não conseguem lidar. grande exemplo qualquer programa para trabalhar com gráficos 3D, como 3Ds Max ou Cinema4D, servirá aqui.

Durante o processo de renderização, esses programas usam o máximo de recursos do computador, incluindo RAM e processador. As CPUs dual-core ficarão muito atrasadas no tempo de processamento de renderização e, quanto mais complexa a cena, mais tempo elas precisarão. Mas os processadores com quatro núcleos lidarão com essa tarefa muito mais rapidamente, já que threads adicionais também virão em seu auxílio.

Obviamente, você pode usar algum processador econômico da família Core i3, por exemplo, o modelo 6100, mas 2 núcleos e 2 threads adicionais ainda serão inferiores a um quad-core completo.

6 e 8 núcleos

Bem, o último segmento de processadores multi-core - processadores com seis e oito núcleos. Seu objetivo principal, em princípio, é exatamente o mesmo da CPU acima, só que agora eles são necessários onde os "quads" comuns não conseguem lidar. Além disso, computadores especializados completos são construídos com base em "pedras" com 6 e 8 núcleos, que serão "afiadas" para determinadas atividades, por exemplo, edição de vídeo, programas de modelagem 3D, renderização de cenas pesadas prontas com um grande número de polígonos e objetos, etc. d.

Além disso, esses multinúcleos se mostram muito bem no trabalho com arquivadores ou em aplicativos onde são necessários bons recursos de computação. Em jogos otimizados para multithreading, esses processadores não têm igual.

O que afeta o número de núcleos do processador

Então, o que mais o número de núcleos pode afetar? Em primeiro lugar, para aumentar o consumo de energia. Sim, por mais surpreendente que pareça, é verdade. Você não precisa se preocupar muito, porque Vida cotidiana esse problema, por assim dizer, não será perceptível.

O segundo é o aquecimento. Quanto mais núcleos, melhor o sistema de resfriamento necessário. Um programa chamado AIDA64 ajudará a medir a temperatura do processador. Na inicialização, você precisa clicar em "Computador" e, em seguida, selecionar "Sensores". Você precisa monitorar a temperatura do processador, porque se ele superaquecer constantemente ou trabalhar muito temperaturas altas então, depois de um tempo, ele simplesmente queimará.

Os núcleos duplos não estão familiarizados com esse problema, porque não têm desempenho e dissipação de calor muito altos, respectivamente, mas os núcleos múltiplos, sim. As pedras "mais quentes" são da AMD, especialmente a série FX. Por exemplo, pegue o modelo FX-6300. A temperatura do processador no programa AIDA64 é de cerca de 40 graus e está no modo inativo. Sob carga, a figura aumentará e, se ocorrer superaquecimento, o computador será desligado. Portanto, ao comprar um processador multi-core, você não deve se esquecer do cooler.

O que influencia o número de núcleos do processador ainda? Para multitarefa. Os processadores dual-core não serão capazes de fornecer desempenho estável ao trabalhar em dois, três ou mais programas ao mesmo tempo. O exemplo mais simples são os streamers na Internet. Além de jogar algum jogo em configurações altas, eles têm um programa em execução em paralelo que permite transmitir o processo do jogo para a Internet online e um navegador da Internet com vários páginas abertas, onde o jogador costuma ler os comentários das pessoas que o assistem e acompanha outras informações. Mesmo longe de cada processador multi-core pode fornecer estabilidade adequada, para não mencionar os processadores dual e single-core.

Também vale a pena dizer algumas palavras sobre o fato de que os processadores multi-core têm muito coisa útil, que é chamado de "Cache do terceiro nível L3". Este cache possui uma certa quantidade de memória, que é constantemente gravada em várias informações sobre executando programas, ações realizadas, etc. Tudo isso é necessário para aumentar a velocidade do computador e seu desempenho. Por exemplo, se uma pessoa costuma usar o Photoshop, essas informações serão armazenadas na memória do mingau e o tempo para iniciar e abrir o programa será reduzido significativamente.

Resumindo

Resumindo a conversa sobre o que afeta o número de núcleos do processador, você pode chegar a um conclusão simples: Se você precisa de bom desempenho, velocidade, multitarefa, trabalho em aplicativos pesados, capacidade de jogar jogos modernos com conforto etc., sua escolha é um processador com quatro núcleos ou mais. Se você precisa de um "computador" simples para uso doméstico ou de escritório, que será usado no mínimo, então 2 núcleos é o que você precisa. De qualquer forma, na hora de escolher um processador, antes de mais nada, é preciso analisar todas as suas necessidades e tarefas, para só depois considerar as opções.

O módulo de pesquisa não está instalado.

Núcleo único ou núcleo duplo?

Viktor Kuts

O evento recente mais significativo no campo dos microprocessadores foi a ampla disponibilidade de CPUs equipadas com dois núcleos de computação. A transição para uma arquitetura dual-core se deve ao fato de que os métodos tradicionais de aumentar o desempenho dos processadores se esgotaram completamente - o processo de aumentar suas frequências de clock parou recentemente.

Por exemplo, no último ano antes do advento dos processadores dual-core, a Intel conseguiu aumentar as frequências de suas CPUs em 400 MHz e a AMD ainda menos - em apenas 200 MHz. Outros aprimoramentos de desempenho, como aumentar a velocidade do barramento e o tamanho do cache, também perderam sua eficácia. Assim, a introdução de processadores dual-core, que possuem dois núcleos de processador em um chip e compartilham a carga, agora se tornou o passo mais lógico no caminho complexo e espinhoso de aumentar o desempenho dos computadores modernos.

O que é um processador dual core? Em princípio, um processador dual-core é um sistema SMP (Symmetric MultiProcessing - multiprocessamento simétrico; um termo para um sistema com vários processadores iguais) e não é essencialmente diferente de um sistema comum de dois processadores que consiste em dois processadores independentes. Desta forma, obtemos todos os benefícios dos sistemas de processador duplo sem a necessidade de placas-mãe de processador duplo complexas e muito caras.

Antes disso, a Intel já havia tentado paralelizar as instruções executadas - estamos falando da tecnologia HyperThreading, que fornece o compartilhamento de recursos de um processador "físico" (cache, pipeline, unidades de execução) entre dois processadores "virtuais" . O ganho de desempenho (em aplicativos separados otimizados para HyperThreading) foi de cerca de 10 a 20%. Enquanto um processador dual-core completo, que inclui dois núcleos físicos "honestos", fornece um aumento no desempenho do sistema em 80-90% e ainda mais (naturalmente, com o uso total dos recursos de ambos os núcleos).

O principal iniciador na promoção de processadores dual-core foi a AMD, que no início de 2005 lançou o primeiro processador de servidor Opteron dual-core. Quanto aos processadores de desktop, a iniciativa foi tomada pela Intel, que quase ao mesmo tempo anunciou os processadores Intel Pentium D e Intel Extreme Edition. É verdade que o anúncio de uma linha semelhante de processadores Athlon64 X2 fabricados pela AMD atrasou apenas alguns dias.

Processadores Intel Dual Core

Os primeiros processadores Intel Pentium D dual-core da família 8xx foram baseados no núcleo Smithfield, que nada mais é do que dois núcleos Prescott combinados em um único chip semicondutor. Ali também está localizado um árbitro, que monitora o estado do barramento do sistema e ajuda a compartilhar o acesso a ele entre os núcleos, cada um com seu próprio cache L2 de 1 MB. O tamanho desse cristal, feito de acordo com a tecnologia de processo de 90 nm, atingiu 206 metros quadrados. mm, e o número de transistores está se aproximando de 230 milhões.

Para usuários avançados e entusiastas, a Intel oferece processadores Pentium Extreme Edition, que diferem do Pentium D no suporte à tecnologia HyperThreading (e um multiplicador desbloqueado), devido ao qual são definidos pelo sistema operacional como quatro processadores lógicos. Todas as outras funções e tecnologias de ambos os processadores são completamente idênticas. Entre eles estão o suporte para o conjunto de instruções EM64T (x86-64) de 64 bits, tecnologias de economia de energia EIST (Enhanced Intel SpeedStep), C1E (Enhanced Halt State) e TM2 (Thermal Monitor 2), bem como as informações de NX-bit função de proteção. Assim, a considerável diferença de preço entre os processadores Pentium D e Pentium EE é bastante artificial.

Quanto à compatibilidade, os processadores Smithfield podem ser instalados em qualquer placa-mãe LGA775, desde que atenda aos requisitos de fonte de alimentação da Intel.

Mas a primeira panqueca, como sempre, saiu irregular - em muitos aplicativos (a maioria dos quais não é otimizada para multithreading), os processadores Pentium D dual-core não apenas não superaram o Prescott single-core rodando na mesma frequência de clock, mas às vezes mesmo perdido para eles. Obviamente, o problema está na interação dos núcleos através do barramento do processador Quad Pumped Bus (durante o desenvolvimento do núcleo Prescott, não foi planejado dimensionar seu desempenho aumentando o número de núcleos).

Elimine as deficiências da primeira geração de dual-core processadores intel processadores baseados no núcleo Presler de 65 nm (dois núcleos Cedar Mill separados colocados no mesmo substrato), que apareceram no início deste ano, foram solicitados. Processo técnico mais "fino" permitiu reduzir a área dos núcleos e seu consumo de energia, além de aumentar as velocidades de clock. Os processadores dual-core baseados no núcleo Presler foram nomeados Pentium D com índices 9xx. Se compararmos os processadores Pentium D das séries 800 e 900, além de uma notável redução no consumo de energia, os novos processadores receberam a duplicação do cache de segundo nível (2 MB por núcleo em vez de 1 MB) e suporte para o promissora tecnologia de virtualização Vanderpool (Intel Virtualization Technology). Além disso, foi lançado Processador Pentium Extreme Edition 955 com HyperThreading habilitado e rodando a 1066MHz FSB.

Oficialmente, os processadores baseados no núcleo Presler com uma frequência de barramento de 1066 MHz são compatíveis apenas com placas-mãe baseadas nos chipsets das séries i965 e i975X, enquanto o Pentium D de 800 MHz na maioria dos casos funcionará em todos placas mãe apoiando este ônibus. Mas, novamente, surge a dúvida sobre a fonte de alimentação desses processadores: o pacote térmico do Pentium EE e do Pentium D, com exceção do modelo mais jovem, é de 130 W, quase um terço a mais que o do Pentium 4. Segundo de acordo com as próprias declarações da Intel, a operação estável de um sistema dual-core só é possível ao usar fontes de alimentação com capacidade de pelo menos 400 W.

Os processadores de desktop Intel dual-core modernos mais eficientes são, sem dúvida, Intel Core 2 Duo e Core 2 eXtreme (núcleo Conroe). Sua arquitetura desenvolve os princípios básicos da arquitetura da família P6, no entanto, o número de inovações fundamentais é tão grande que é hora de falar sobre a nova arquitetura de processador de 8ª geração (P8) da Intel. Apesar da frequência de clock menor, eles superam notavelmente os processadores da família P7 (NetBurst) em termos de desempenho na grande maioria das aplicações - principalmente devido ao aumento do número de operações realizadas em cada ciclo de clock, bem como pela redução de perdas devido ao grande comprimento do gasoduto P7.

Os processadores desktop da linha Core 2 Duo estão disponíveis em diversas versões:
- Série E4xxx - FSB 800 MHz, cache L2 de 2 MB comum para ambos os núcleos;
- Série E6xxx - FSB 1066 MHz, cache tamanho 2 ou 4 MB;
- Série X6xxx (eXtreme Edition) - FSB 1066 MHz, tamanho do cache 4 MB.

O código da letra "E" denota a faixa de consumo de energia de 55 a 75 watts, "X" - acima de 75 watts. O Core 2 eXtreme difere do Core 2 Duo apenas no aumento da velocidade do clock.

Todos os processadores Conroe usam o bem estabelecido Quad Pumped Bus e soquete LGA775. O que, no entanto, não significa compatibilidade com placas-mãe antigas. Além de suportar 1067 MHz, as placas-mãe dos novos processadores devem incluir o novo módulo de regulação de tensão (VRM 11). Esses requisitos são atendidos principalmente por versões atualizadas de placas-mãe baseadas em chipsets intel 975 e 965, bem como NVIDIA nForce 5xx Intel Edition e ATI Xpress 3200 Intel Edition.

Nos próximos dois anos, os processadores Intel de todas as classes (móvel, desktop e servidor) serão baseados na arquitetura Intel Core, e o principal desenvolvimento será aumentar o número de núcleos em um chip e melhorar suas interfaces externas. Em particular, para o mercado de PCs desktop, esse processador será o Kentsfield - o primeiro processador Intel quad-core para o segmento de PCs desktop de alto desempenho.

Processadores AMD Dual Core

Na linha de dual-core processadores AMD O Athlon 64 X2 usa dois núcleos (Toledo e Manchester) em uma única matriz, fabricado com tecnologia de processo de 90 nm usando a tecnologia SOI. Cada um dos núcleos do Athlon 64 X2 possui seu próprio conjunto de unidades de execução e um cache L2 dedicado, eles possuem um controlador de memória comum e um controlador de barramento HyperTransport. As diferenças entre os núcleos estão no tamanho do cache L2: o Toledo tem um cache L2 de 1 MB por núcleo, enquanto o Manchester tem metade desse tamanho (512 KB cada). Todos os processadores possuem cache L1 de 128 KB, sua dissipação máxima de calor não excede 110 W. O núcleo de Toledo é composto por cerca de 233,2 milhões de transistores e tem uma área de cerca de 199 metros quadrados. milímetros. A área central de Manchester é visivelmente menor - 147 sq. mm., o número de transistores é de 157 milhões.

Processadores dual-core Athlon64 X2 herdados do suporte Athlon64 para tecnologia de economia de energia Cool`n`Quiet, um conjunto de extensões de 64 bits AMD64, SSE - SSE3, função de proteção de informações de NX-bit.

Ao contrário dos processadores Intel dual-core que funcionam apenas com memória DDR2, o Athlon64 X2 pode funcionar com memória DDR400 (Socket 939), que fornece uma largura de banda máxima de 6,4 GB / s, e DDR2-800 (Socket AM2), com taxa de transferência máxima de 12,8 GB/s.

tudo bastante moderno placas mãe Os processadores Athlon64 X2 funcionam sem problemas - ao contrário do Intel Pentium D, eles não impõem nenhum requisito específico ao design do módulo de alimentação da placa-mãe.

Até muito recentemente, o AMD Athlon64 X2 era considerado o mais produtivo entre os processadores para desktop, mas com o lançamento do Intel Core 2 Duo, a situação mudou radicalmente - estes últimos se tornaram líderes indiscutíveis, especialmente em jogos e aplicativos multimídia. Além disso, os novos processadores Intel têm menor consumo de energia e mecanismos de gerenciamento de energia muito mais eficientes.

Esse estado de coisas não combinava com a AMD e, como resposta, ela anunciou o lançamento em meados de 2007 de um novo processador de 4 núcleos com uma microarquitetura aprimorada, conhecida como K8L. Todos os seus núcleos terão caches L2 separados de 512 KB e um cache L3 compartilhado de 2 MB (o cache L3 pode ser aumentado em versões posteriores do processador). Mais perspectiva Arquitetura AMD K8L será analisado em uma das próximas edições de nossa revista.

Um núcleo ou dois?

Mesmo uma olhada superficial no estado atual do mercado de processadores para desktop indica que a era dos processadores single-core está gradualmente se tornando uma coisa do passado - ambos os fabricantes líderes mundiais passaram a produzir principalmente processadores multi-core. Porém, o software, como já aconteceu mais de uma vez, ainda fica atrás do nível de desenvolvimento do hardware. De fato, para utilizar totalmente os recursos de vários núcleos de processador, o software deve ser capaz de "quebrar" em vários threads paralelos processados ​​simultaneamente. Somente com essa abordagem é possível distribuir a carga por todos os núcleos de computação disponíveis, reduzindo o tempo de computação mais do que poderia ser feito aumentando a frequência do clock. Enquanto a grande maioria programas modernos não são capazes de usar todas as possibilidades oferecidas pelos processadores dual-core ou, mais ainda, multi-core.

Que tipos de aplicativos de usuário podem ser paralelizados de maneira mais eficaz, ou seja, sem muito retrabalho no código do programa, permitem selecionar várias tarefas (threads do programa) que podem ser executadas em paralelo e, assim, carregar vários núcleos do processador de uma só vez? Afinal, apenas esses aplicativos fornecem um aumento perceptível no desempenho com a introdução de processadores multi-core.

Os maiores ganhos com o multiprocessamento são recebidos por aplicativos que inicialmente permitem a paralelização natural de cálculos com compartilhamento de dados, por exemplo, pacotes de renderização realista de computador - 3DMax e similares. Você também pode esperar um bom aumento de desempenho do multiprocessamento em aplicativos de codificação arquivos multimídia(áudio e vídeo) de um formato para outro. Além disso, as tarefas de edição de imagens bidimensionais se prestam bem à paralelização em editores gráficos como o popular Photoshop "a.

Não é à toa que aplicativos de todas as categorias acima são amplamente utilizados em testes quando desejam mostrar as vantagens do multiprocessamento virtual Hyper-Threading. E não há nada a dizer sobre multiprocessamento real.

Mas em aplicativos de jogos 3D modernos, não se deve esperar nenhum aumento sério na velocidade de vários processadores. Porque? Porque um jogo de computador típico não é tão fácil de paralelizar em dois ou mais processos. Portanto, o segundo processador lógico, na melhor das hipóteses, estará envolvido na execução apenas de tarefas auxiliares, o que quase não dará ganho de desempenho. E desenvolver uma versão multi-thread de um jogo desde o início é bastante complexo e requer muito trabalho - às vezes muito mais do que criar uma versão single-thread. Esses custos trabalhistas, aliás, ainda podem não compensar do ponto de vista econômico. Afinal, os fabricantes jogos de computador Tradicionalmente, eles se concentram na parte mais massiva dos usuários e começam a usar os novos recursos do hardware do computador apenas se forem amplamente utilizados. Isso é claramente visto no uso dos recursos da placa de vídeo pelos desenvolvedores de jogos. Por exemplo, após o surgimento de novos chips de vídeo com suporte a tecnologias de sombreamento, os desenvolvedores de jogos ainda muito tempo os ignorou, concentrando-se nas possibilidades de soluções de massa truncadas. Portanto, mesmo jogadores avançados que compraram as placas de vídeo mais sofisticadas daqueles anos não esperaram por jogos normais que usam todos os seus recursos. Situação aproximadamente semelhante com processadores dual-core é observada hoje. Hoje não existem tantos jogos que realmente usem até mesmo a tecnologia HyperThreading, apesar do fato de que processadores em massa com seu suporte já são produzidos há muitos anos.

Em aplicativos de escritório, a situação não é tão inequívoca. Em primeiro lugar, os programas desta classe raramente funcionam sozinhos - a situação é muito mais comum quando vários aplicativos de escritório executados em paralelo estão sendo executados no computador. Por exemplo, o usuário está trabalhando com um editor de texto e, ao mesmo tempo, um site está sendo carregado no navegador e também no fundo verificado em busca de vírus. Obviamente, vários aplicativos em execução permitem que você use facilmente vários processadores e obtenha um aumento de desempenho. Além disso, tudo Versões do Windows XP, incluindo Home Edition (que inicialmente foi negado suporte para processadores multi-core), já é capaz de tirar proveito dos processadores dual-core distribuindo threads de programa entre eles. Isso garante alta eficiência na execução de vários programas em segundo plano.

Assim, pode-se esperar algum efeito mesmo de aplicativos de escritório não otimizados se forem executados em paralelo, mas é difícil entender se esse aumento de desempenho vale um aumento significativo no custo de um processador dual-core. Além do mais, uma certa desvantagem processadores dual-core (especialmente processadores Intel Pentium D) é que os aplicativos cujo desempenho é limitado não pelo poder de processamento do próprio processador, mas pela velocidade de acesso à memória, podem não se beneficiar tanto de ter vários núcleos.

Conclusão

Sem dúvida, o futuro está definitivamente nos processadores multi-core, mas hoje, quando a maioria dos existentes Programas não é otimizado para novos processadores, suas vantagens não são tão óbvias quanto os fabricantes tentam mostrar em seus materiais promocionais. Sim, um pouco mais tarde, quando haverá um aumento acentuado no número de aplicativos que suportam processadores multi-core (antes de tudo, isso se aplica a jogos 3D, nos quais CPUs de última geração ajudarão a descarregar significativamente sistema gráfico), comprá-los seria conveniente, mas agora... Há muito se sabe que comprar processadores "para crescimento" está longe de ser o investimento mais eficiente.

Por outro lado, o progresso é rápido e, para uma pessoa normal, a troca anual de computador talvez seja demais. Assim, todos os proprietários de sistemas suficientemente modernos baseados em processadores single-core não devem se preocupar muito em um futuro próximo - seus sistemas ficarão "no nível" por algum tempo, enquanto aqueles que vão comprar novo computador, ainda recomendamos voltar sua atenção para modelos júnior relativamente baratos de processadores dual-core.

Ao responder à pergunta sobre o que afeta o número de núcleos em um processador, quero dizer imediatamente - no desempenho do computador. Mas essa é uma simplificação tão forte que até em algum momento se torna um erro.

Seria bom se os usuários estivessem simplesmente enganados e não perdessem nada. O problema é que um mal-entendido sobre a essência do multi-core leva a perdas financeiras. Tentando aumentar o desempenho, uma pessoa gasta dinheiro em um processador com um grande número de núcleos, mas não percebe a diferença.

Multicore e multithreading

Quando estudamos o assunto, prestamos atenção à peculiaridade dos processadores Intel - em padrão ferramentas do Windows exibe um número diferente de núcleos. Isso se deve ao trabalho da tecnologia Hyper-Threading, que fornece multi-threading.

Para que você não fique mais confuso nos conceitos, vamos descobrir de uma vez por todas:

• Multi-core - o chip é equipado com vários núcleos arquitetônicos físicos. Você pode vê-los, tocá-los.
• Multithreading - vários fluxos de informações processados ​​simultaneamente.
  O núcleo pode ser fisicamente um, mas as tecnologias de software baseadas nele criam dois encadeamentos de execução de tarefas; dois núcleos - quatro threads, etc.

O impacto do número de núcleos no desempenho

O aumento de desempenho em um processador multi-core é obtido dividindo a execução de tarefas. Qualquer sistema moderno divide o processo em vários threads, mesmo em um processador de núcleo único - é assim que a multitarefa é realizada, na qual você pode, por exemplo, ouvir música, digitar um documento e trabalhar com um navegador. Os seguintes aplicativos gostam muito e usam constantemente o multithreading:

• arquivadores;
• players de mídia;
• codificadores de vídeo;
• desfragmentadores;
• antivírus;
• editor gráfico.

O princípio da separação de fluxos é importante. Se o computador estiver executando em um processador single-core sem tecnologia Hyper-Threading, então sistema operacional realiza a troca instantânea entre threads, de modo que, para o usuário, os processos sejam executados visualmente simultaneamente. Todas as ações são executadas em milissegundos, portanto, você não vê latência grave, a menos que use muita CPU.

Se o processador for multi-core (ou suportar multi-threading), idealmente não haverá comutação. O sistema envia um thread separado para cada núcleo. Como resultado, a produtividade aumenta porque não há necessidade de mudar para outra tarefa.

Mas há outro fator importante - se ela apóia programa multitarefa? O sistema pode separar processos em diferentes threads. No entanto, se você estiver executando um jogo muito exigente e não otimizado para quatro núcleos, não haverá ganho de desempenho em comparação com processador dual core não será.

Os desenvolvedores de jogos e software estão cientes desse recurso, portanto, otimizam constantemente o código para executar tarefas em processadores multi-core. Mas essa otimização nem sempre acompanha o aumento do número de núcleos, então você não deve gastar muito dinheiro com os mais novos. processadores poderosos com o número máximo possível de streams suportados - o potencial do chip não será revelado em 9 de 10 programas.

Então, quantos núcleos escolher?

Antes de comprar um processador com 16 núcleos, considere se esse número de threads será necessário para executar as tarefas que você colocará na frente do computador.

• Se um computador for adquirido para trabalhar com documentos, navegar na Internet, ouvir música, assistir a filmes, dois núcleos serão suficientes. Se você pegar um processador com dois núcleos do segmento de preço superior com boa frequência e suporte multithreading, não haverá problemas ao trabalhar com editores gráficos.
• Se você comprar uma máquina com a expectativa de desempenho de jogo poderoso, coloque imediatamente um filtro em pelo menos 4 núcleos. 8 núcleos com suporte multithreading - o topo com uma margem de vários anos. 16 núcleos é promissor, mas há grandes chances de que, quando você liberar o potencial desse chip, ele se torne obsoleto.

Como eu disse, os desenvolvedores de jogos e software estão tentando acompanhar o progresso dos processadores, mas por enquanto simplesmente não são necessárias grandes capacidades. 16 núcleos são adequados para usuários envolvidos em renderização de vídeo ou computação de servidor. Sim, nas lojas esses processadores são chamados de jogos, mas isso é apenas para que sejam vendidos - definitivamente há mais jogadores do que aqueles que renderizam vídeos.

Os benefícios do multi-core só podem ser percebidos com um olhar muito sério trabalho de computação em vários fios. Se, condicionalmente, um jogo ou programa for otimizado para apenas quatro threads, mesmo seus oito núcleos serão um poder sem sentido que não afetará o desempenho de forma alguma.

É como transportar uma cadeira em um enorme caminhão - a tarefa não é concluída mais rapidamente. Mas se você usar as oportunidades disponíveis corretamente (por exemplo, carregar o corpo com móveis completamente diferentes), a produtividade do trabalho aumentará. Tenha isso em mente e não se deixe enganar pelos truques de marketing que adicionam a palavra "jogos" a processadores que, mesmo nos jogos recentes não atingirão todo o seu potencial.

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O que afeta o número de núcleos do processador atualizado: 31 de janeiro de 2018 por: administrador

Os primeiros processadores de computador com vários núcleos apareceram no mercado consumidor em meados dos anos 2000, mas muitos usuários ainda não entendem bem o que são processadores multi-core e como entender suas características.

Formato de vídeo do artigo "Toda a verdade sobre processadores multi-core"

Uma explicação simples da pergunta "o que é um processador"

O microprocessador é um dos principais dispositivos de um computador. Esse nome oficial seco geralmente é abreviado para apenas "processador"). O processador é um microcircuito, comparável em área a uma caixa de fósforos. Na verdade, o processador é como um motor de carro. A parte mais importante, mas não a única. O carro também tem rodas, carroceria e jogador com faróis. Mas é o processador (como o motor do carro) que determina a potência da “máquina”.

Muitas pessoas chamam o processador de unidade de sistema - uma “caixa” dentro da qual todos os componentes do PC estão localizados, mas isso é fundamentalmente errado. Unidade de sistema- esta é a caixa do computador com todas as suas partes constituintes - disco rígido, BATER e muitos outros detalhes.

Função do Processador - Cálculos. Realmente não importa quais. O fato é que todo o trabalho de um computador está vinculado exclusivamente a cálculos aritméticos. Adição, multiplicação, subtração e outras álgebras - tudo isso é feito por um microcircuito chamado "processador". E os resultados desses cálculos são exibidos na tela na forma de um jogo, um arquivo do Word ou apenas uma área de trabalho.

A parte principal do computador que trata dos cálculos está aqui, o que é um processador.

O que é um núcleo de processador e multi-core

Desde o início das "eras" do processador, esses microcircuitos eram de núcleo único. O núcleo é, na verdade, o próprio processador. Sua parte principal e principal. Os processadores também têm outras partes - digamos, "pernas" - contatos, "fiação" microscópica - mas é o bloco responsável pelos cálculos que é chamado núcleo do processador. Quando os processadores ficaram muito pequenos, os engenheiros decidiram combinar vários núcleos em um "caso" de processador de uma só vez.

Se imaginarmos o processador como um apartamento, o núcleo é uma grande sala em tal apartamento. Um apartamento de um cômodo é um núcleo de processador (grande sala-salão), uma cozinha, um banheiro, um corredor ... Um apartamento de dois cômodos já é como dois núcleos de processador junto com outros cômodos. Existem também apartamentos de três, quatro e até 12 quartos. Também no caso dos processadores: dentro de um cristal - "apartamento" pode haver vários núcleos - "quartos".

Multi-core- esta é a divisão de um processador em vários blocos funcionais idênticos. O número de blocos é o número de núcleos dentro de um único processador.

Variedades de processadores multi-core

Existe um equívoco: “quanto mais núcleos um processador tiver, melhor”. É assim que os profissionais de marketing pagos para criar esses tipos de equívocos tentam apresentar o caso. A tarefa deles é vender processadores baratos, aliás, a um preço mais alto e em grandes quantidades. Mas, na verdade, o número de núcleos está longe de ser a principal característica dos processadores.

Voltemos à analogia de processadores e apartamentos. Um apartamento de dois quartos é mais caro, mais confortável e mais prestigioso do que um apartamento de um quarto. Mas somente se esses apartamentos estiverem localizados na mesma área, eles são equipados da mesma forma e sua renovação é semelhante. Existem processadores fracos de quatro núcleos (ou mesmo de 6 núcleos) que são muito mais fracos do que os de núcleo duplo. Mas é difícil de acreditar: ainda assim, magia grandes números 4 ou 6 contra "algum" deuce. No entanto, isso é exatamente o que acontece com muita, muita frequência. Parece o mesmo apartamento de quatro cômodos, mas em estado morto, sem conserto, em uma área completamente remota - e até ao preço de uma chique "peça copeque" bem no centro.

Quantos núcleos existem em um processador?

Para computadores pessoais e laptops, processadores single-core realmente não são produzidos há vários anos e encontrá-los à venda é uma raridade. O número de núcleos começa com dois. Quatro núcleos - via de regra, são processadores mais caros, mas há retorno sobre eles. Existem também processadores de 6 núcleos que são incrivelmente caros e muito menos úteis em termos práticos. Poucas tarefas podem obter um aumento de desempenho nesses cristais monstruosos.

Houve um experimento da AMD para criar processadores de 3 núcleos, mas isso já é passado. Ficou muito bom, mas o tempo deles já passou.

A propósito, a AMD também produz processadores multi-core, mas, via de regra, eles são visivelmente mais fracos que os concorrentes da Intel. É verdade, e o preço é muito menor. Você só precisa saber que 4 núcleos da AMD quase sempre serão visivelmente mais fracos do que os mesmos 4 núcleos da Intel.

Agora você sabe que os processadores têm 1, 2, 3, 4, 6 e 12 núcleos. Processadores de núcleo único e 12 núcleos são uma raridade. Processadores tri-core são coisa do passado. Os processadores de seis núcleos são muito caros (Intel) ou não são fortes o suficiente (AMD) para pagar a mais pelo número. 2 e 4 núcleos são os dispositivos mais comuns e práticos, dos mais fracos aos mais poderosos.

Frequência de processadores multi-core

Uma das características dos processadores de computador é sua frequência. Esses mesmos megahertz (e mais frequentemente gigahertz). A frequência é uma característica importante, mas longe de ser a única.. Sim, talvez não seja o mais importante. Por exemplo, um processador dual-core de 2 GHz é uma oferta mais poderosa do que sua contraparte de núcleo único de 3 GHz.

É completamente errado supor que a frequência do processador seja igual à frequência de seus núcleos, multiplicada pelo número de núcleos. Simplificando, um processador de 2 núcleos com uma frequência de núcleo de 2 total de GHz a frequência não é de forma alguma igual a 4 gigahertz! Mesmo o conceito de "frequência geral" não existe. NO este caso, frequência da CPUé exatamente 2 GHz. Sem multiplicações, adições ou outras operações.

E, novamente, "transforme" os processadores em apartamentos. Se a altura dos tetos em cada cômodo for de 3 metros, a altura total do apartamento permanecerá a mesma - todos os mesmos três metros, e nem um centímetro mais alto. Não importa quantos cômodos haja em tal apartamento, a altura desses cômodos não muda. Também frequência de clock dos núcleos do processador. Não soma nem multiplica.

Multi-core virtual ou Hyper-Threading

Há também núcleos de processador virtual. A tecnologia Hyper-Threading nos processadores Intel faz o computador "pensar" que na verdade existem 4 núcleos dentro de um processador dual-core. Muito parecido com o primeiro e único disco rígido é dividido em várias lógicas- unidades locais C, D, E e assim por diante.

Hiper-Threading é uma tecnologia muito útil em uma série de tarefas.. Às vezes acontece que o núcleo do processador é usado apenas pela metade e o restante dos transistores em sua composição está ocioso. Os engenheiros descobriram uma maneira de fazer esses usuários funcionarem também, dividindo cada núcleo físico do processador em duas partes "virtuais". Como se uma sala bastante grande fosse dividida em duas por uma divisória.

Faz sentido prático truque do núcleo virtual? Na maioria das vezes - sim, embora tudo dependa das tarefas específicas. Parece que há mais quartos (e o mais importante, eles são usados ​​\u200b\u200bde forma mais racional), mas a área da sala não mudou. Em escritórios, essas partições são incrivelmente úteis, em alguns apartamentos residenciais - também. Em outros casos, particionar a sala (dividir o núcleo do processador em dois virtuais) não faz sentido algum.

Observe que o mais caro processadores produtivos classeEssenciali7 são sem falhas equipadosHiper-rosqueamento. Eles têm 4 núcleos físicos e 8 virtuais. Acontece que 8 threads computacionais funcionam simultaneamente em um processador. Processadores de classe Intel mais baratos, mas também poderosos Essenciali5 consistem em quatro núcleos, mas Hyper Threading não funciona lá. Acontece que o Core i5 funciona com 4 threads de computação.

processadores Essenciali3- típicos "camponeses médios", tanto em preço quanto em desempenho. Eles têm dois núcleos e nenhum indício de Hyper-Threading. No total, verifica-se que Essenciali3 apenas dois threads computacionais. O mesmo se aplica aos cristais francamente orçamentários. Pentium eCeleron. Dois núcleos, sem "hype-threading" = dois threads.

Um computador precisa de muitos núcleos? Quantos núcleos você precisa em um processador?

Todos os processadores modernos são poderosos o suficiente para tarefas comuns.. Navegação na Internet, correspondência em redes sociais e o email, Tarefas de escritório Word-PowerPoint-Excel: Atom fraco, Celeron e Pentium econômicos são adequados para este trabalho, sem falar no Core i3 mais poderoso. Dois núcleos para trabalho normal mais do que o suficiente. Um processador com um grande número de núcleos não trará um aumento significativo na velocidade.

Para jogos, você deve prestar atenção aos processadoresEssenciali3 oui5. Em vez disso, o desempenho do jogo não dependerá do processador, mas da placa de vídeo. É raro um jogo precisar de todo o poder do Core i7. Portanto, acredita-se que os jogos não exijam mais do que quatro núcleos de processador e, mais frequentemente, dois núcleos o farão.

Para trabalhos sérios, como programas especiais de engenharia, codificação de vídeo e outras tarefas com uso intensivo de recursos equipamento realmente produtivo é necessário. Freqüentemente, não apenas núcleos de processador físicos, mas também virtuais estão envolvidos aqui. Quanto mais threads de computação, melhor. E não importa quanto custa esse processador: para os profissionais, o preço não é tão importante.

Existe algum benefício para processadores multi-core?

Certamente sim. Ao mesmo tempo, o computador realiza várias tarefas - pelo menos operação do Windows(aliás, são centenas de tarefas diferentes) e, ao mesmo tempo, rodar o filme. Tocar música e navegar na Internet. Trabalhos editor de texto e música incluída. Dois núcleos de processador - e estes são, na verdade, dois processadores, irão lidar com diferentes tarefas mais rapidamente do que um. Dois núcleos o tornarão um pouco mais rápido. Quatro é ainda mais rápido do que dois.

Nos primeiros anos de existência da tecnologia multi-core, nem todos os programas conseguiam funcionar mesmo com dois núcleos de processador. Em 2014, a grande maioria dos aplicativos está bem ciente e é capaz de tirar proveito de vários núcleos. A velocidade de processamento de tarefas em um processador dual-core raramente é dobrada, mas quase sempre há um aumento de desempenho.

Portanto, o mito enraizado de que supostamente os programas não podem usar vários núcleos é uma informação desatualizada. Antigamente era verdade, hoje a situação melhorou dramaticamente. Os benefícios de vários núcleos são inegáveis, isso é fato.

Quando o processador tem menos núcleos, é melhor

Você não deve comprar um processador com a fórmula errada "quanto mais núcleos, melhor". Isso não é verdade. Em primeiro lugar, os processadores de 4, 6 e 8 núcleos são visivelmente mais caros do que seus equivalentes de núcleo duplo. Um aumento significativo no preço nem sempre é justificado em termos de desempenho. Por exemplo, se um processador de 8 núcleos for apenas 10% mais rápido que uma CPU com menos núcleos, mas for 2 vezes mais caro, essa compra é difícil de justificar.

Em segundo lugar, quanto mais núcleos um processador tiver, mais “guloso” ele será em termos de consumo de energia. Não faz sentido comprar um laptop muito mais caro com um Core i7 de 4 núcleos (8 threads) se esse laptop processar apenas arquivos de texto, navegar na Internet e assim por diante. Não haverá diferença com o Core i5 dual-core (4 threads), e o clássico Core i3 com apenas dois threads de computação não cederá ao "colega" mais eminente. E de uma bateria, um laptop tão poderoso funcionará muito menos do que um Core i3 econômico e pouco exigente.

Processadores multi-core em telefones celulares e tablets

A moda de vários núcleos de computação em um processador também se aplica a dispositivos móveis. Os smartphones, junto com os tablets com um grande número de núcleos, quase nunca usam todos os recursos de seus microprocessadores. Às vezes, os computadores móveis de núcleo duplo realmente funcionam um pouco mais rápido, mas 4, e ainda mais 8 núcleos, são um exagero. A bateria é consumida de forma completamente impiedosa e os poderosos dispositivos de computação estão simplesmente ociosos. A conclusão é que os processadores multi-core em telefones, smartphones e tablets são apenas uma homenagem ao marketing, e não uma necessidade urgente. Os computadores são dispositivos mais exigentes do que os telefones. Eles realmente precisam de dois núcleos de processador. Quatro não vai doer. 6 e 8 são exageros em tarefas normais e até mesmo em jogos.

Como escolher um processador multi-core e não cometer erros?

A parte prática do artigo de hoje é relevante para 2014. É improvável que algo mude nos próximos anos. Falaremos apenas sobre processadores fabricados pela Intel. Sim, a AMD oferece boas soluções, mas são menos populares e é mais difícil entendê-las.

Observe que a tabela é baseada em processadores de amostra 2012-2014. Amostras mais antigas têm características diferentes. Além disso, não mencionamos variantes raras da CPU, por exemplo, o Celeron single-core (existem alguns até hoje, mas esta é uma variante atípica que quase não está representada no mercado). Você não deve escolher processadores apenas pelo número de núcleos dentro deles - existem outras características mais importantes. A tabela apenas facilitará a escolha de um processador multi-core, mas modelo específico(e há dezenas deles em cada classe) deve ser comprado somente após se familiarizar cuidadosamente com seus parâmetros: frequência, dissipação de calor, geração, tamanho do cache e outras características.

Um breve resumo do artigo "Toda a verdade sobre processadores multi-core". Em vez de um resumo

• Núcleo do processadoré sua parte integrante. Na verdade, um processador independente dentro do gabinete. Um processador dual-core são dois processadores dentro de um.
• Multi-core comparável ao número de quartos em um apartamento. Apartamentos de dois quartos são melhores do que apartamentos de um quarto, mas apenas com outras coisas sendo iguais (localização do apartamento, condição, área, altura do teto).
• A afirmação de que Quanto mais núcleos um processador tiver, melhor ele será.- uma jogada de marketing, uma regra completamente errada. Afinal, um apartamento é escolhido não só pelo número de quartos, mas também pela sua localização, reparação e outros parâmetros. O mesmo se aplica a vários núcleos dentro do processador.
• Existir multi-core "virtual"- Tecnologia Hyper-Threading. Graças a esta tecnologia, cada núcleo "físico" é dividido em dois núcleos "virtuais". Acontece que um processador de 2 núcleos com Hyper-Threading possui apenas dois núcleos reais, mas esses processadores processam simultaneamente 4 threads computacionais. Este é um recurso realmente útil, mas um processador de 4 threads não pode ser considerado um processador quad-core.
• Para processadores de desktop Intel: Celeron - 2 núcleos e 2 threads. Pentium - 2 núcleos, 2 threads. Core i3 - 2 núcleos, 4 threads. Core i5 - 4 núcleos, 4 threads. Core i7 - 4 núcleos, 8 threads. As CPUs Intel para laptop (móveis) têm um número diferente de núcleos/threads.
• Para computadores móveis a eficiência no consumo de energia (na prática, a duração da bateria) costuma ser mais importante do que o número de núcleos.