Multi cpu что это: Зачем нужен многоядерный процессор? — интернет-магазин электроники и цифровой техники you-2-you.ru Доставка по России

Что такое «Dual Core» и «Quad Core»?

Раньше, наши компьютеры имели центральный процессор (CPU) с одним ядром. В наши дни, большинство процессоров являются двухъядерными, четырехъядерными или даже восьмиядерными. Мы постараемся вам объяснить, что такое ядро, чем отличаются двухъядерные от четырехядерных процессоров, и как это все влияет на ваше реальное использование компьютера.Ответы на эти вопросы помогут не только узнать больше о вашем компьютере, но и, возможно, пригодятся, когда вам придется выбирать между более дешевым процессором с меньшим числом ядер и более дорогим процессором с большим числом ядер, при покупке нового ноутбука, планшета или даже смартфона.

Зная разницу между двухъядерными и четырехядерными процессорами, вы сможете принять более взвешенное решение о приобретении нового компьютерного оборудования.

Что такое ядро?

Каждое ядро процессора фактически – отдельный центральный процессор, выполняющий работу и являющийся составной частью всего процессора (CPU).

Например, двухъядерный чип может быть похож на одноядерный чип, но на самом деле он имеет два физических центральных процессора на чипе.

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

См. также >> Современные процессоры Intel и AMD

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

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

.

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

Тактовая частота и ядра

Процессоры имеют тактовую частоту, показывающую то, как быстро работают процессоры (на самом деле все, конечно, намного сложнее, но давайте на данный момент согласимся с этим утверждением).

Например, процессор Core i5-3330 от компании Intel имеет тактовую частоту 3 ГГц и четырехъядерный процессор, а это значит, что у него четыре ядра. Все четыре ядра в этом процессоре Intel i5 работают на частоте 3 ГГц.

Удвоение ядер не удваивает скорость

Многие компьютерные программы являются однопоточными, это означает, что их работа не может быть разделена между несколькими процессорами (CPU). Каждая из них должна работать с одним процессором (CPU). Это значит, что увеличение ядер не удвоит их эффективность. Если у вас есть однопоточное приложение, запущенное на четырехъядерном процессоре, то оно будет использовать только одно ядро, а остальные ядра в это время будут находиться в процессе ожидания, и только когда будут запущены другие приложения, они начнут действовать.

Правильное написание многопоточных приложений, которые можно масштабировать на нескольких процессорах одновременно, на самом деле является довольно сложной сферой компьютерной науки. Это становится все более актуальной проблемой, так как в будущем, скорее всего, будут появляться процессоры с большим количеством ядер, а не процессоры с меньшим числом ядер, рассчитанные на высокую скорость.

Некоторые приложения могут использовать преимущества нескольких ядер. Многопроцессорная архитектура Google Chrome позволяет ему выполнять действия с несколькими ядрами одновременно. Некоторые компьютерные игры также могут распределять расчеты на несколько ядер.

Тем не менее, большинство используемых приложений – однопоточные. Четырехъядерный процессор по сравнению с двухъядерным не будет работать с Microsoft Office вдвое быстрее. Если вы запустите Microsoft Office на разных процессорах, то увидите – производительность очень похожа.

Большое количество ядер может вам помочь, если вы хотите делать несколько задач одновременно или, если у вас есть многозадачные приложения, которые могут работать с многоядерными процессорами. Например, если вы запускаете несколько виртуальных машин во время кодирования видео, извлечения файлов, и некоторых других требовательных к процессору вещей, то восьмиядерный процессор может вам в этом помочь, в то время как даже четырехъядерный процессор начнет тормозить от таких нагрузок.

Dual Core, Quad Core и…

Такие фразы как «dual core», «quad core» и «octa core» довольно часто встречаются в зарубежной компьютерной прессе, давайте разберемся с их значениями:

• Dual Core: два ядра.
• Quad Core: четыре ядра.
• Hexa Core: шесть ядер.
• Octa Core: восемь ядер.
• Deca Core: десять ядер.

Управление и мониторинг ядер

Из диспетчера задач Windows вы можете контролировать, какие программы используют ядра процессора. Щелкните правой кнопкой мыши на панели процессов и выберите пункт «Задать соответствие».

Здесь вы сможете выбрать какие из физических процессоров (ядер) будет использовать приложение. Большую часть времени вам не понадобится данная возможность, но если вы хотите ограничить доступ к определенным ядрам для избегания ошибок, например в старых компьютерных играх, то эта возможность будет очень полезной.

С помощью диспетчера задач вы можете использовать вкладку «Быстродействие» для просмотра использования каждого ядра вашего процессора.

Hyper-Threading (гиперпараллельность)

Процессоры Intel используют технологию, называемую: hyper-threading. С технологией «hyper-threading» каждое физическое ядро видится системе, как два отдельных логических ядра. На скриншоте выше, мы не используем четырехядерный процессор, это всего лишь двухядерный процессор с технологией «hyper-threading».

Она в некоторой степени повышает производительность, но все же двухядерный процессор с технологией «hyper-threading» далеко не так хорош, как настоящий четырехядерный процессор. Ведь в нем по-прежнему только два физических ядра, хотя этот трюк и позволяет им делать одновременно немного больше работы.

Источник: www.makeuseof.com. Автор: Chris Hoffman

Что важнее для процессора? Количество ядер или потоков?

30.06.2020

процессоры технологии многопоточность

Процессорные ядра против потоков — это вопрос, который до сих пор грызет энтузиастов и любителей ПК. Что важнее для хорошего процессора, количество ядер или потоков? Что ж, как и следовало ожидать, на этот вопрос нельзя дать прямой ответ. Потоки в основном помогают ядрам обрабатывать информацию более эффективным образом. При этом потоки ЦП приносят реальную видимую производительность в очень специфических задачах, поэтому гиперпоточный ЦП не всегда может помочь вам достичь лучших результатов.

Что такое центральный процессор?

Процессор (центральный процессор) является ядром каждого смартфона, планшета, компьютера и сервера. Это критически важный компонент, который определяет, как ваш компьютер будет работать, и определяет, насколько хорошо он может выполнять свою работу.

Процессор принимает основные инструкции, которые вы вводите на своем компьютере, и распределяет эти задания по другим чипам в вашей системе. Перераспределяя сложные задачи на микросхемы, лучше всего оборудованные для их обработки, он позволяет вашему компьютеру работать на пиковом уровне.

Процессор иногда называют мозгом компьютера. Он расположен на материнской плате (также называемой основной платой) и является отдельным компонентом от компонента памяти.

Он действует на компонент памяти, который хранит все данные и информацию в вашей системе.

Компонент памяти и процессор отделены от вашей видеокарты. Единственная функция видеокарты состоит в том, чтобы получать данные и преобразовывать их в изображения, которые вы видите на мониторе.

С развитием технологий из года в год, мы видим, что процессоры становятся все меньше и меньше. И они работают быстрее, чем когда-либо прежде. Вы поймете что значит быстрее, если узнаете кое-что о законе Мура, который получил свое название от соучредителя Intel Гордона Мура. Мур считает, что число транзисторов в интегральной схеме удваивается каждые два года.

Что делает процессор?

Как мы уже говорили ранее, процессор — это мозг вашего компьютера. Он берет данные из определенной программы или приложения, выполняет серию вычислений и выполняет команду. Он выполняет цикл из трех частей, иначе называемый повторяющимся циклом извлечения, декодирования и выполнения. На первом этапе процессор выбирает инструкции из памяти вашей системы. Как только он получает инструкции из памяти, он переходит ко второму этапу.

Именно на этом втором этапе он декодирует эти инструкции.

Как только машина расшифровывает инструкции, она переходит к третьему этапу выполнения. Декодированная информация проходит через ЦП, чтобы достичь блоков, которые фактически должны выполнять требуемую функцию. В процессе декодирования он выполняет математические уравнения для отправки требуемого сигнала в вашу систему.

Этот цикл повторяется снова и снова для каждого действия и команды, которые вы выполняете. Процессор является важной частью любой системы, и он тесно работает с потоками. Различные процессоры имеют различное количество потоков, чтобы ограничить или увеличить производительность вашего компьютера.

Что же такое многопоточность?

Поток — это небольшая последовательность запрограммированных инструкций. Потоки относятся к наивысшему уровню кода, который может выполнять ваш процессор. Они обычно управляются планировщиком, который является стандартной частью любой операционной системы.

Чтобы создать поток, сначала должен быть запущен процесс. Затем, процесс создает поток, который выполняется, это может длится короткий или длительный период времени, в зависимости от процесса. Независимо от того, сколько времени будет выполнятся та или иная задача, создается впечатление, что ваш компьютер делает много вещей одновременно.

Каждый процесс имеет по крайней мере один поток, но нет максимального количества потоков, которое процесс может использовать. Для специализированных задач, чем больше у вас потоков, тем выше производительность вашего компьютера. С несколькими потоками один процесс может одновременно обрабатывать различные задачи.

Вы также услышите, как люди используют такие термины, как «многопоточность» и «гиперпоточность». Технология Hyper-Threading позволяет одному ядру ЦП выступать в качестве двух ядер, ускоряя выполнение конкретной программы или приложения.

Даже с одним ядром он может имитировать производительность, как если бы у вас было два ядра. Чем больше в процессоре ядер, тем больше  потоков. Чем больше у вас потоков, тем выше будет производительность вашей системы.

Что такое Hyper-Threading

Гиперпоточность дебютировала в 2002 году и была попыткой Intel донести до пользователей параллельные вычисления. Это немного уловка, так как ОС распознает потоки как отдельные ядра процессора.Когда вы используете Intel Chip, ваш диспетчер задач покажет вам удвоенное количество ядер и обработает их как таковые. Это позволяет им обмениваться информацией и ускорять процесс декодирования, разделяя ресурсы между ядрами. Intel утверждает, что эта технология может повысить производительность до 30%.

Как работают процессорные ядра и потоки?

Ядра процессора являются аппаратными. Они делают всю тяжелую работу. Потоки используются, чтобы помочь процессору более эффективно выполнять множество паралельных задач одновременно. Если у ЦП нет гиперпоточности или многопоточности, задачи будут планироваться менее эффективно, что заставит его больше работать, чтобы получить доступ к информации, которая важна для запуска определенных приложений.

Одно ядро может работать над одной задачей за раз. Множество ядер помогут вам запускать различные приложения более плавно. Например, если вы планируете запускать видеоигру, для ее запуска потребуется несколько ядер, в то время как другие ядра могут запускать фоновые приложения, такие как Skype, Spotify, Chrome или что-то еще. Многопоточность только делает обработку более эффективной. Это, конечно, приведет к повышению производительности, но также заставит процессор потреблять больше энергии, но так как, многопоточность уже включена в микросхемах, так что это не повод для беспокойства. Хотя процессор потребляет больше энергии, это редко вызывает повышение температуры.

Короче говоря, когда вы рассматриваете возможность обновления, большее количество потоков означает большую производительность или лучшую многозадачность, в зависимости от того, какие приложения вы используете. Если вы используете несколько программ одновременно, это определенно приведет к повышению производительности.  

Многоядерность

Первоначально процессоры имели одно ядро. Это означало, что на физическом процессоре был один центральный процессор. Для повышения производительности, процессоры заменяют на модели с большим количеством «ядер», или добавляют дополнительные центральные процессоры, если такая возможность предусмотренна производителем. Двухъядерный процессор имеет два центральных процессора, поэтому он представляется операционной системе как два процессора. Например, процессор с двумя ядрами может запускать два разных процесса одновременно. Это ускоряет вашу систему, потому что ваш компьютер может делать несколько вещей одновременно.

В отличие от многопоточности, здесь нет хитростей — двухъядерный ЦП буквально имеет два центральных процессора на чипе ЦП. Четырехъядерный процессор имеет четыре центральных процессора, восьмиъядерный процессор имеет восемь центральных процессоров и так далее.

Это помогает значительно повысить производительность, сохраняя при этом небольшой размер физического ЦП, чтобы он умещался в одном разъеме. Должен быть только один разъем ЦП с одним модулем ЦП, а не четыре различных разъема ЦП с четырьмя различными ЦП, каждый из которых требует собственного питания, охлаждения и другого аппаратного обеспечения. Время задержки меньше, потому что ядра могут обмениваться данными быстрее, поскольку все они находятся на одном чипе.

Диспетчер задач Windows показывает это наглядно. Здесь, например, вы можете видеть, что эта система имеет один фактический процессор (сокет) и четыре ядра. Многопоточность делает каждое ядро похожим на два ЦП для операционной системы, поэтому оно показывает 8 логических процессоров.

Выводы

В основном, больше ядер и больше потоков всегда будут означать лучшую производительность. Некоторые ориентированные на производительность программы, такие как редактирование видео, получат больше преимуществ от нескольких потоков. 

Если ваша рабочая нагрузка включает в себя интенсивные задачи, такие как: работа с нагруженными базами данных, аналитическик задачами, редактированием видео, то многопоточные процессоры являются обязательными для вас. И Intel, и AMD предоставляют множество многоядерных, многопоточных процессоров, как для рабочих станций, так и для серверов малых и больших предприятий. 

Что такое многоядерный процессор и как он работает?

По

• Стивен Дж. Бигелоу, Старший редактор технологий

Что такое многоядерный процессор?

Многоядерный процессор — это интегральная схема с двумя или более процессорными ядрами, подключенными для повышения производительности и снижения энергопотребления. Эти процессоры также обеспечивают более эффективную одновременную обработку нескольких задач, например параллельную обработку и многопоточность. Двухъядерная установка аналогична установке нескольких отдельных процессоров на компьютере. Однако, поскольку два процессора подключены к одному и тому же разъему, соединение между ними происходит быстрее.

Использование многоядерных процессоров или микропроцессоров — это один из подходов к повышению производительности процессоров без превышения практических ограничений проектирования и изготовления полупроводников. Использование многоядерных кабелей также обеспечивает безопасную работу в таких областях, как выработка тепла.

Как работают многоядерные процессоры?

Сердцем каждого процессора является исполнительный механизм, также известный как ядро. Ядро предназначено для обработки инструкций и данных в соответствии с направлением программ в памяти компьютера. С годами дизайнеры обнаружили, что каждая новая конструкция процессора имеет ограничения. Для повышения производительности были разработаны многочисленные технологии, в том числе следующие:

• Тактовая частота. Один из подходов заключался в ускорении тактовой частоты процессора. Часы — это «барабанная дробь», используемая для синхронизации обработки инструкций и данных посредством механизма обработки. Сегодня тактовые частоты выросли с нескольких мегагерц до нескольких гигагерц (ГГц). Однако транзисторы расходуют энергию с каждым тактом. В результате тактовые частоты почти достигли своего предела, учитывая современные методы изготовления полупроводников и управления теплом.
• Гиперпоточность. Другой подход связан с обработкой нескольких потоков инструкций. Intel называет это гиперпоточностью. Благодаря технологии Hyper-Threading ядра процессора предназначены для одновременной обработки двух отдельных потоков команд. При правильном включении и поддержке микропрограммой компьютера и операционной системой (ОС) методы гиперпоточности позволяют одному физическому ядру функционировать как два логических ядра. Тем не менее, процессор имеет только одно физическое ядро. Логическая абстракция физического процессора практически не добавляла реальной производительности процессору, за исключением того, что помогала оптимизировать поведение нескольких одновременных приложений, работающих на компьютере.
• Еще чипсы. Следующим шагом было добавление чипов процессора — или кристаллов — в корпус процессора, который представляет собой физическое устройство, подключаемое к материнской плате. Двухъядерный процессор включает в себя два отдельных процессорных ядра. Четырехъядерный процессор включает в себя четыре отдельных ядра. Современные многоядерные процессоры могут легко включать 12, 24 или даже больше процессорных ядер. Многоядерный подход почти идентичен использованию многопроцессорных материнских плат, которые имеют два или четыре отдельных процессорных сокета. Эффект тот же. Сегодняшняя огромная производительность процессоров связана с использованием процессорных продуктов, которые сочетают в себе высокую тактовую частоту и несколько ядер с поддержкой Hyper-Threading.

В многоядерные процессоры встроено несколько процессорных блоков. Они подключаются напрямую к своему внутреннему кешу, а также к системной шине и памяти.

Однако у многоядерных чипов есть несколько проблем, которые следует учитывать. Во-первых, добавление большего количества процессорных ядер автоматически не повышает производительность компьютера. ОС и приложения должны направлять инструкции программного обеспечения для распознавания и использования нескольких ядер. Это нужно делать параллельно, используя разные потоки для разных ядер внутри процессорного пакета. Некоторые программные приложения могут нуждаться в рефакторинге для поддержки и использования многоядерных процессорных платформ. В противном случае используется только первое ядро ​​процессора по умолчанию, а все дополнительные ядра не используются или простаивают.

Во-вторых, выигрыш в производительности от дополнительных ядер не является прямым кратным. То есть добавление второго ядра не удваивает производительность процессора, а четырехъядерный процессор не увеличивает производительность процессора в четыре раза. Это происходит из-за общих элементов процессора, таких как доступ к внутренней памяти или кешам, внешним шинам и системной памяти компьютера.

Преимущество нескольких ядер может быть существенным, но есть практические ограничения. Тем не менее, ускорение обычно лучше, чем у традиционной многопроцессорной системы, потому что связь между ядрами в одном пакете более тесная, а расстояния между ядрами короче и меньше компонентов.

Возьмем аналогию с автомобилями на дороге. Каждая машина может быть процессором, но каждая машина должна иметь общие дороги и ограничения трафика. Больше автомобилей может перевозить больше людей и товаров за определенное время, но большее количество автомобилей также вызывает заторы и другие проблемы.

Для чего используются многоядерные процессоры? Многоядерные процессоры

работают на любой современной компьютерной аппаратной платформе. Практически все ПК и ноутбуки сегодня построены на базе какой-либо модели многоядерного процессора. Однако истинная мощь и преимущества этих процессоров зависят от программных приложений, разработанных с упором на параллелизм. Параллельный подход делит работу приложения на многочисленные потоки обработки, а затем распределяет и управляет этими потоками между двумя или более процессорными ядрами.

Существует несколько основных вариантов использования многоядерных процессоров, включая следующие пять:

1. Виртуализация.  Платформа виртуализации, такая как VMware, предназначена для отделения программной среды от базового оборудования. Виртуализация позволяет абстрагировать ядра физических процессоров в виртуальные процессоры или центральные процессоры (vCPU), которые затем назначаются виртуальным машинам (VM). Каждая виртуальная машина становится виртуальным сервером, способным запускать собственную ОС и приложение. Каждой виртуальной машине можно назначить более одного виртуального ЦП, что позволяет каждой виртуальной машине и ее приложению запускать программное обеспечение для параллельной обработки, если это необходимо.
2. Базы данных. База данных — это сложная программная платформа, которая часто требует выполнения множества одновременных задач, таких как запросы. В результате базы данных сильно зависят от многоядерных процессоров для распределения и обработки этих многочисленных потоков задач. Использование нескольких процессоров в базах данных часто связано с чрезвычайно большой емкостью памяти, которая может достигать 1 терабайта или более на физическом сервере.
3. Аналитика и HPC. Аналитика больших данных, например машинное обучение, и высокопроизводительные вычисления (HPC) требуют разбиения больших сложных задач на более мелкие и более управляемые части. Каждая часть вычислительных усилий затем может быть решена путем распределения каждой части задачи на другой процессор. Такой подход позволяет каждому процессору работать параллельно для решения общей задачи гораздо быстрее и эффективнее, чем при использовании одного процессора.
4. Облако. Организации, создающие облако, почти наверняка будут использовать многоядерные процессоры для поддержки всей виртуализации, необходимой для удовлетворения высоких масштабируемых и транзакционных требований облачных программных платформ, таких как OpenStack. Набор серверов с многоядерными процессорами может позволить облаку создавать и масштабировать больше экземпляров виртуальных машин по требованию.
5. Визуализация. Графические приложения, такие как игры и механизмы рендеринга данных, имеют те же требования к параллелизму, что и другие приложения для высокопроизводительных вычислений. Визуальный рендеринг требует интенсивных вычислений и задач, а приложения визуализации могут широко использовать несколько процессоров для распределения необходимых вычислений. Многие графические приложения полагаются на графические процессоры (GPU), а не на CPU. Графические процессоры предназначены для оптимизации задач, связанных с графикой. Пакеты графических процессоров часто содержат несколько ядер графических процессоров, по принципу действия похожих на многоядерные процессоры.

Плюсы и минусы многоядерных процессоров Технология многоядерных процессоров

является зрелой и четко определенной. Однако эта технология имеет свои плюсы и минусы, которые следует учитывать при покупке и развертывании новых серверов.

Многоядерные преимущества

Повышение производительности приложений. Основным преимуществом многоядерных процессоров является более высокая потенциальная вычислительная мощность. Каждое ядро ​​процессора фактически является отдельным процессором, который могут использовать операционные системы и приложения. На виртуализированном сервере каждая виртуальная машина может использовать одно или несколько виртуализированных процессорных ядер, что позволяет нескольким виртуальным машинам сосуществовать и работать одновременно на физическом сервере. Точно так же приложение, предназначенное для высокого уровня параллелизма, может использовать любое количество ядер для обеспечения высокой производительности приложения, которая была бы невозможна в однокристальных системах.

Повышение производительности оборудования. Размещая два или более процессорных ядра на одном устройстве, можно более эффективно использовать общие компоненты, такие как общие внутренние шины и кэш-память процессора. Он также выигрывает от превосходной производительности по сравнению с многопроцессорными системами, имеющими отдельные процессорные блоки на одной материнской плате.

Многоядерные недостатки

Зависит от программного обеспечения. Приложение использует процессоры, а не наоборот. Операционные системы и приложения всегда будут по умолчанию использовать первое ядро ​​процессора, получившее название 9.0108 ядро ​​0 . Любые дополнительные ядра в процессорном пакете останутся неиспользованными или бездействующими до тех пор, пока программным приложениям не будет разрешено использовать их. К таким приложениям относятся приложения баз данных и средства обработки больших данных, такие как Hadoop. Прежде чем инвестировать в многоядерную систему, бизнесу следует подумать о том, для чего будет использоваться сервер и какие приложения он планирует использовать, чтобы убедиться, что система реализует свой оптимальный вычислительный потенциал.

Увеличение производительности ограничено. Несколько процессоров в пакете процессоров должны совместно использовать общие системные шины и процессорные кэши. Чем больше процессорных ядер совместно используется в пакете, тем больше общего должно происходить через общие процессорные интерфейсы и ресурсы. Это приводит к уменьшению отдачи от производительности по мере добавления ядер. В большинстве случаев выигрыш в производительности от наличия нескольких ядер намного превышает потерю производительности из-за такого совместного использования, но это фактор, который следует учитывать при тестировании производительности приложения.

Ограничения по мощности, нагреву и часам. Компьютер может быть не в состоянии управлять многоядерным процессором так же сильно, как процессор с меньшим количеством ядер или одноядерный процессор. Ядро современного процессора может содержать более 500 миллионов транзисторов. Каждый транзистор выделяет тепло при переключении, и это тепло увеличивается по мере увеличения тактовой частоты. Все это тепловыделение должно безопасно отводиться от ядра через корпус процессора. Когда работает больше ядер, это тепло может увеличиваться и быстро превышать охлаждающую способность процессорного пакета. Таким образом, некоторые многоядерные процессоры могут фактически снижать тактовую частоту, например, с 3,5 ГГц до 3,0 ГГц, чтобы уменьшить тепловыделение. Это снижает производительность всех ядер процессора в пакете. Высокопроизводительные многоядерные процессоры требуют сложных систем охлаждения и тщательного развертывания и мониторинга для обеспечения долговременной надежности системы.

Архитектура многоядерных процессоров

Для целей данного определения каждый многоядерный процессор состоит из двух или более ядер, а также ряда кэш-памяти.

• Ядра — это центральные компоненты или многоядерные процессоры. Ядра содержат все регистры и схемы — иногда сотни миллионов отдельных транзисторов — необходимые для выполнения точно синхронизированных задач приема данных и инструкций, обработки этого содержимого и вывода логических решений или результатов.
• Поддержка процессора Схема включает набор схем управления вводом/выводом, таких как часы, согласованность кэш-памяти, управление питанием и температурой, а также доступ к внешней шине.
• Кэши — это относительно небольшие области очень быстрой памяти. Кэш сохраняет часто используемые инструкции или данные, что делает этот контент легко доступным для ядра без необходимости доступа к системной памяти. Процессор сначала проверяет кэш. Если необходимый контент присутствует, ядро ​​берет этот контент из кэша, повышая производительность. Если контент отсутствует, ядро ​​будет обращаться к системной памяти за требуемым контентом. Кэш уровня 1 или L1 — это самый маленький и быстрый кэш, уникальный для каждого ядра. Кэш-память уровня 2 или L2 — это большее пространство для хранения, совместно используемое ядрами. Некоторые архитектуры многоядерных процессоров могут выделять кэши L1 и L2.

Гомогенные и гетерогенные многоядерные процессоры

Ядра в многоядерном процессоре могут быть однородными или разнородными. Массовые многоядерные процессоры Intel и AMD для компьютерных архитектур x86 однородны и содержат идентичные ядра. Следовательно, большинство дискуссий о многоядерных процессорах касаются однородных процессоров.

Однако использование сложного устройства для выполнения простой работы или для достижения наибольшей эффективности часто оказывается расточительным. Рынок гетерогенных многоядерных процессоров использует процессоры с разными ядрами для разных целей. Гетерогенные ядра обычно встречаются во встроенных процессорах или процессорах Arm, которые могут смешивать ядра микропроцессора и микроконтроллера в одном корпусе.

Существуют три основные цели для гетерогенных многоядерных процессоров:

1. Оптимизированная производительность. Хотя однородные многоядерные процессоры обычно предназначены для предоставления обычных или универсальных возможностей обработки, многие процессоры не предназначены для таких типовых вариантов использования системы. Вместо этого они разрабатываются и продаются для использования во встроенных — специализированных или специализированных — системах, которые могут извлечь выгоду из уникальных преимуществ различных процессоров. Например, процессор, предназначенный для устройства обработки сигналов, может использовать процессор Arm, который содержит процессор общего назначения Cortex-A с ядром Cortex-M для специальных задач обработки сигналов.
2. Оптимизированная мощность. Упрощенные процессорные ядра уменьшают количество транзисторов и снижают энергопотребление. Это делает корпус процессора и систему в целом более прохладной и энергоэффективной.
3. Оптимизированная безопасность. Задания или процессы могут быть разделены между различными типами ядер, что позволяет разработчикам преднамеренно создавать высокие уровни изоляции, которые жестко контролируют доступ между различными ядрами процессора. Этот больший контроль и изоляция обеспечивают лучшую стабильность и безопасность для всей системы, хотя и за счет общей гибкости.

Примеры многоядерных процессоров

Большинство современных процессоров, разработанных и проданных для вычислений x86 общего назначения, включают несколько процессорных ядер. Примеры новейших многоядерных процессоров Intel 12-го поколения включают следующее:

• Семейство Intel Core i9 12900 обеспечивает 8 ядер и 24 потока.
Семейство
• Intel Core i7 12700 обеспечивает 8 ядер и 20 потоков.
• Топовые процессоры Intel Core i5 12600K предлагают 6 ядер и 16 потоков.

Примеры новейших многоядерных процессоров AMD Zen:

• Семейство AMD Zen 3 имеет от 4 до 16 ядер.
Семейство
• AMD Zen 2 обеспечивает до 64 ядер.
Семейство
• AMD Zen+ содержит от 4 до 32 ядер.

Последнее обновление: март 2022 г.

Продолжить чтение О многоядерном процессоре

• Выберите лучший ЦП для виртуализации

• Блоки обработки данных повышают производительность инфраструктуры

• Сравнение GPU и CPU для задач анализа данных

• Чем CPU, GPU и DPU отличаются друг от друга?

• ЦП и ГП для рабочих нагрузок ИИ

Подробное изучение оборудования и стратегии центра обработки данных

• четырехъядерный процессор

  Автор: Роберт Шелдон

• многопоточность

  Автор: Пол Кирван

• Как выбрать лучший процессор для виртуализации

  Автор: Райанн Бернетт

• Процессоры с открытым исходным кодом для контроллеров хранения нового поколения

SearchWindowsServer

• Как создать домашнюю лабораторию Windows Server 2022 и почему

  Можно узнать о функциях последней серверной ОС Microsoft в облачной среде, но есть несколько . ..

• Как выполнить резервное копирование и восстановление членства в группе AD

  Вы можете решить некоторые проблемы с Active Directory несколькими щелчками мыши, но все становится сложнее, когда они включают много уровней …

• Как избежать распространенных проблем с резервным копированием и восстановлением GPO

  Объекты групповой политики помогают администраторам контролировать корпоративную среду, но требуется некоторое планирование, чтобы понять, как …

SearchCloudComputing

• С помощью этого руководства настройте базовый рабочий процесс AWS Batch

  AWS Batch позволяет разработчикам запускать тысячи пакетов в AWS. Следуйте этому руководству, чтобы настроить этот сервис, создать свой собственный…

• Партнеры Oracle теперь могут продавать Oracle Cloud как свои собственные

  Alloy, новая инфраструктурная платформа, позволяет партнерам и аффилированным с Oracle предприятиям перепродавать OCI клиентам в регулируемых . ..

• Dell добавляет Project Frontier для периферии, расширяет гиперконвергентную инфраструктуру с помощью Azure

  На этой неделе Dell представила новости на отдельных мероприятиях — одно из которых демонстрировало программное обеспечение для управления периферией, а другое — углубление гиперконвергентной …

ПоискХранилище

• Введение в технологию CXL использует

  Compute Express Link, интерконнект памяти с открытым исходным кодом, набирает обороты. Узнайте, почему это важно, и…

• Filmmaker использует хранилище NAS для лучшей совместной работы

  Отбросив обычные рабочие процессы, режиссер фильмов ужасов Дэмиен ЛеВек упростил процесс совместного редактирования фильмов, перейдя на …

• Будьте организованы с 6 рекомендациями по хранению файлов

  Хранилище файлов может быстро стать неорганизованным без организационного планирования. Используйте рекомендации, такие как политики хранения и …

нескольких процессоров против. Многоядерный | Малый бизнес

Джон Папиевски

С 2005 года производители процессорных микросхем все чаще используют многоядерные процессоры для повышения производительности. Каждое ядро ​​выполняет отдельную вычислительную задачу, поэтому компьютер выполняет больше работы. Прежде чем перейти к многоядерным ЦП, разработчики компьютеров иногда помещали в систему два, четыре или более одноядерных ЦП. По состоянию на октябрь 2011 года серверные компьютеры имеют два или более многоядерных процессорных чипа на одном компьютере.

Программное обеспечение

1. Как для нескольких ЦП, так и для нескольких ядер требуется программное обеспечение, запрограммированное для их распознавания. Операционные системы, такие как Linux или Microsoft Windows, начинались на одноядерных компьютерах с одним процессором. Версии, которые распознают многоядерные компьютеры, требуют дополнительных усилий по программированию. Если программное обеспечение не знает разницы между одним и несколькими ЦП, оно будет действовать так, как если бы компьютер имел один ЦП, а другие вычислительные ресурсы оставались бездействующими. То же самое касается прикладного программного обеспечения. Например, программа трехмерного графического моделирования может работать на одноядерном компьютере не быстрее, чем на многоядерном. Если программа может разделить задачи, интенсивно использующие ЦП, и назначить их разным ядрам, программа выполняет эти задачи быстрее.

Энергоэффективность

1. Энергоэффективность многоядерного компьютера выше, чем у компьютера с несколькими процессорами. Несколько процессоров означают, что несколько копий одной и той же интегральной схемы размещены на печатной плате с соответствующей проводкой между ними и другими чипами. Объединение ядер в один чип снижает потребление энергии для передачи сигналов от чипа к чипу. Это также устраняет некоторые дополнительные микросхемы, необходимые для управления сигналами между ЦП. Если компьютер переходит с двух ЦП на один многоядерный ЦП, это также уменьшает количество вентиляторов охлаждения ЦП с двух до одного, экономя дополнительную энергию.

Пространство и стоимость

1. Многоядерные микросхемы экономят место на печатной плате и в упаковке по сравнению с конструкциями с несколькими ЦП. Наличие одного чипа ЦП с двумя ядрами занимает вдвое меньше места, чем два отдельных чипа ЦП. Исключение других микросхем поддержки управления сигналами из многопроцессорного компьютера также позволяет сэкономить место. Если многоядерный чип стоит на 50 % дороже одноядерного, то многоядерный однопроцессорный компьютер будет стоить меньше, чем компьютер с двумя процессорами.

Скорость

1. Ядра многоядерного ЦП совместно используют одну и ту же кэш-память и другие ресурсы, поэтому они имеют преимущество в производительности по сравнению с конструкциями с несколькими ЦП. Электрические сигналы между компонентами проходят более короткие расстояния на многоядерном процессоре.