CPU alapjai Több CPU, mag és hiperhuzat magyarázata

A számítógép központi feldolgozóegysége (CPU) alapvetően a számítási munkát végző programokat végzi. De a modern CPU-k olyan funkciókat kínálnak, mint a többszörös magok és a hiper-menet. Egyes PC-k több CPU-t is használnak. Itt vagyunk, hogy segítsünk rendezni.

A CPU órájának sebessége elég volt a teljesítmény összehasonlításakor. A dolgok már nem olyan egyszerűek. A több magot vagy hiper-menetet kínáló CPU jelentősen jobb teljesítményt nyújt, mint egy azonos magasságú, ugyanolyan sebességű CPU, amely nem tartalmaz hiper-menetet. A több CPU-val rendelkező PC-k még nagyobb előnyhöz juthatnak. Mindezek a funkciók lehetővé teszik, hogy a PC-k könnyebben futtassanak több folyamatot, ugyanakkor növeljék a teljesítményt, ha többfeladatos vagy erőteljes alkalmazások, mint a videó kódolók és a modern játékok igényei szerint működnek. Tehát nézzük meg ezeket a jellemzőket és mit jelenthetnek Önnek.

Hyper-Threading

A Hyper-threading az Intel első kísérlete volt, hogy párhuzamos számítást végezzen a fogyasztói számítógépekhez. 2002-ben debütált az asztali processzorokon a Pentium 4 HT-rel. A nap Pentium 4-je csak egy CPU-magot tartalmazott, így valójában csak egy feladatot tudott végrehajtani egyszerre, még akkor is, ha képes volt elég gyorsan váltani a feladatok között úgy tűnt, hogy többfeladatos. A hiper-menetelés megkísérelte ezt pótolni.

Az egyetlen fizikai CPU-mag hiper-menetelemmel két logikai CPU-ként jelenik meg az operációs rendszer számára. A CPU még mindig egyetlen CPU, ezért egy kicsit csal. Míg az operációs rendszer két CPU-t lát minden egyes magra, a tényleges CPU-hardver csak egyetlen végrehajtási erőforrást tartalmaz minden maghoz. A CPU úgy tesz, mintha több magot tartalmaz, mint amennyit csinál, és saját logikájával gyorsítja a program végrehajtását. Más szavakkal, az operációs rendszert két CPU-t látják minden egyes tényleges CPU-mag számára.

A Hyper-threading lehetővé teszi a két logikai CPU mag számára a fizikai végrehajtási erőforrások megosztását. Ez valamivel felgyorsíthatja a dolgokat, ha egy virtuális CPU leáll, és a másik virtuális CPU hitelesítheti végrehajtási erőforrásait. A Hyper-threading segíthet a rendszer felgyorsításában, de sehol sem olyan jó, mint a ténylegesen további magok.

Szerencsére a hyper-threading most „bónusz”. Míg az eredeti fogyasztói processzorok hiper-meneteléssel csak egyetlen magot tartalmaztak, amelyek több magként voltak elfedve, a modern Intel CPU-knak most már több magja és hyper-threading technológiája van. A hiper-menetelemmel rendelkező kétmagos CPU négy magként jelenik meg az operációs rendszerben, míg a négymagos processzor hiper-menettel nyolc magként jelenik meg. A Hyper-threading nem helyettesíti a további magokat, de a hiper-menetelemmel rendelkező kétmagos CPU-nak jobbnak kell lennie, mint egy hármas magú processzor, hiper-menet nélkül.

Több mag

Eredetileg a CPU-knak egyetlen magja volt. Ez azt jelentette, hogy a fizikai CPU-nak egyetlen központi feldolgozó egysége volt rajta. A teljesítmény növelése érdekében a gyártók további „magokat” vagy központi feldolgozó egységeket adnak hozzá. A kétmagos CPU-nak két központi feldolgozóegysége van, így az operációs rendszer két CPU-ként jelenik meg. A két maggal rendelkező CPU egyidejűleg két különböző folyamatot futtathat. Ez felgyorsítja a rendszert, mert a számítógép egyszerre több dolgot is elvégezhet.

Ellentétben a hiper-szálakkal, itt nincsenek trükkök - a kétmagos CPU-nak két központi feldolgozó egysége van a CPU chipen. A négymagos CPU-nak négy központi feldolgozóegysége van, egy octa-core CPU nyolc központi feldolgozó egységgel rendelkezik, és így tovább.

Ez jelentősen javítja a teljesítményt, miközben a fizikai CPU-egység kicsi marad, így egyetlen aljzatba illeszkedik. Csak egyetlen CPU-aljzatra van szükség, amely egyetlen CPU-egységgel van behelyezve, és nem négy különböző CPU-aljzatot tartalmaz négy különböző CPU-val, amelyek mindegyike saját áramellátást, hűtést és egyéb hardvert igényel. Kevésbé késleltetés van, mert a magok gyorsabban tudnak kommunikálni, mivel mind ugyanazon a chipen vannak.

A Windows Task Manager ezt meglehetősen jól mutatja. Itt például láthatjuk, hogy ez a rendszer rendelkezik egy tényleges CPU-val és négy maggal. A Hyperthreading minden egyes magot két CPU-nak néz ki az operációs rendszerhez, így 8 logikai processzort mutat.

Több processzor

A legtöbb számítógépen csak egy CPU van. Az egyetlen CPU több magot vagy hiper-menetvágó technológiát tartalmazhat, de még mindig csak egy fizikai CPU egység van behelyezve az alaplap egyetlen CPU aljzatába.

A hyper-threading és a multi-core CPU-k megérkezése előtt az emberek további feldolgozó teljesítményt próbáltak hozzáadni a számítógépekhez további CPU-k hozzáadásával. Ehhez több CPU csatlakozóval rendelkező alaplapra van szükség. Az alaplapnak további hardverre van szüksége ahhoz, hogy ezeket a CPU-aljzatokat csatlakoztassa a RAM-hoz és más erőforrásokhoz. Van egy csomó rezsi az ilyen beállításokban. További késleltetés van, ha a CPU-knak kommunikálniuk kell egymással, a több CPU-val rendelkező rendszerek több energiát fogyasztanak, és az alaplapnak több aljzatra és hardverre van szüksége.

A több CPU-val ellátott rendszerek ma nem gyakori a háztartásbeli számítógépek között. Még egy nagy teljesítményű, több grafikus kártyával ellátott játékasztal is csak egy CPU-val rendelkezik. A szuperszámítógépek, a szerverek és a hasonló high-end rendszerek között több CPU-rendszer található, amelyeknek ugyanolyan sokszorosító teljesítményre van szükségük.

Minél több processzort vagy magot tartalmaz a számítógép, annál több dolgot tud egyszerre elvégezni, így javítható a legtöbb feladat teljesítménye. A legtöbb számítógép több processzorral rendelkezik, amelyek több magot tartalmaznak - a leghatékonyabb lehetőség, amit megvitattunk. A modern okostelefonokon és táblagépeken még több maggal rendelkező CPU-t talál. Az Intel CPU-k is tartalmazzák a hiper-menetet, ami egyfajta bónusz. Egyes számítógépek, amelyek nagy mennyiségű CPU teljesítményt igényelnek, több processzorral is rendelkezhetnek, de sokkal kevésbé hatékony, mint amilyennek hangzik.

Kép hitel: lungstruck a Flickr-en, Mike Babcock a Flickr-en, DeclanTM a Flickr-en