...a fejlesztés során a magok száma egyre több lesz.

(Intel fejlesztők)

Több mag, és több mag, és még sok-sok más mag!..

... Újabban nem hallottunk és nem is tudtunk róla többmagos processzorokat, és ma már agresszíven kiszorítják az egymagosakat. Megkezdődött a többmagos processzorok fellendülése, amely eddig - kissé! - viszonylag magas áraik korlátozzák. De senki sem kételkedik abban, hogy a jövő a többmagos processzoroké!

Mi az a processzormag

A modern központi mikroprocesszor középpontjában ( CPU- röv. angolról. központi feldolgozó egység– központi számítástechnikai eszköz) a mag ( mag) egy körülbelül egy négyzetcentiméter területű szilíciumkristály, amelyen mikroszkopikus logikai elemek segítségével egy processzor kapcsolási rajza, az ún. építészet (chip architektúra).

A mag a chip többi részéhez kapcsolódik (az úgynevezett "csomagolás" CPU csomag) "flip-chip" technológiával ( flip chip, flip-chip kötés- fordított mag, rögzítés fordított kristály módszerével). Ezt a technológiát azért nevezték így, mert a mag kifelé – látható – része valójában az „alja” – hogy közvetlen érintkezést biztosítson a hűtőbordával a jobb hőelvezetés érdekében. A hátoldalon (láthatatlan) maga az "interfész" található - a kristály és a csomagolás kapcsolata. A processzormag csatlakoztatása a csomaghoz csapok segítségével történik ( Forrasztási dudorok).

A mag textolit alapon helyezkedik el, amelyen keresztül érintkezési utak a "lábakhoz" (érintkezőbetétek) jutnak, termikus interfésszel töltve és fém védőburkolattal lezárva.

Az első (természetesen egymagos!) mikroprocesszor Intel 4004 1971. november 15-én mutatta be az Intel Corporation. 2300 tranzisztort tartalmazott, 108 kHz órajelen futott és 300 dollárba került.

A központi mikroprocesszor számítási teljesítményével szemben támasztott követelmények folyamatosan nőttek és növekszenek. Ám ha korábban a processzorgyártóknak folyamatosan alkalmazkodniuk kellett a jelenlegi sürgető (egyre növekvő!) felhasználói igényekhez, akkor most a chipgyártók a görbe előtt járnak!

A hagyományos egymagos processzorok teljesítményének növekedése sokáig főként az órajel frekvenciájának szekvenciális növekedésének volt köszönhető (a processzor teljesítményének kb. 80%-át az órajel frekvencia határozta meg) és ezzel egyidejűleg az órajelek számának növekedését is. tranzisztorok egyetlen chipen. Azonban az órajel további növelése (3,8 GHz-nél nagyobb órajelnél a chipek egyszerűen túlmelegednek!) Számos alapvető fizikai akadályra reagál (mivel a technológiai folyamat már majdnem megközelítette az atom méretét: ma a processzorokat 45 nm-es technológiával állítják elő, és a szilícium atom mérete körülbelül 0,543 nm):

Először is, a kristály méretének csökkenésével és az órajel frekvenciájának növekedésével a tranzisztorok szivárgási árama nő. Ez az energiafogyasztás növekedéséhez és a hőkibocsátás növekedéséhez vezet;

Másodszor, a magasabb órajelek előnyeit részben ellensúlyozzák a memóriaelérési késések, mivel a memóriaelérési idők nem követik a növekvő órajelet;

Harmadszor, egyes alkalmazások esetében a hagyományos soros architektúrák az órajelek növekedésével az úgynevezett „Von Neumann szűk keresztmetszet” miatt hatástalanná válnak. Ugyanakkor az RC jelátviteli késleltetések nőnek, ami további szűk keresztmetszet az órajel frekvenciájának növekedésével kapcsolatban.

A többprocesszoros rendszerek alkalmazása sem elterjedt, mivel bonyolult és drága többprocesszoros alaplapokat igényel. Ezért úgy döntöttek, hogy a mikroprocesszorok teljesítményének további növelését más eszközökkel érik el. A koncepciót a leghatékonyabb iránynak ismerték el többszálú, amely a szuperszámítástechnika világából indult ki, több utasításfolyam egyidejű párhuzamos feldolgozása.

Tehát a társaság gyomrában Intel született Hyper Threading technológia (HTT) egy szuperszálas adatfeldolgozási technológia, amely lehetővé teszi, hogy a processzor akár négy programszálat is végrehajtson egyidejűleg egy egymagos processzorban. Hyper-threading jelentősen javítja az erőforrás-igényes alkalmazások teljesítményét (például hang- és videószerkesztéssel kapcsolatosak, 3D-szimuláció), valamint az operációs rendszer működése többfeladatos módban.

CPU Pentium 4 mellékelve Hyper-threading van egy fizikai mag, amely két részre oszlik logikus, Ezért operációs rendszer két különböző processzorként határozza meg (egy helyett).

Hyper-threading valójában ugródeszka lett az egy chipen két fizikai maggal rendelkező processzorok létrehozásához. Egy 2 magos chipben két mag (két processzor!) dolgozik párhuzamosan, amelyek alacsonyabb órajel frekvencián többet adnak O Nagyobb teljesítmény, mivel két független utasításfolyam párhuzamosan (egyidejűleg!)

A processzor azon képességét, hogy egyidejűleg több szálat tud végrehajtani, ún szálszintű párhuzamosság (TLP – menetszintű párhuzamosság). Szükség valamire TLP az adott helyzettől függ (egyes esetekben egyszerűen haszontalan!).

A processzorok létrehozásának fő problémái

Minden processzormagnak függetlennek kell lennie, független energiafogyasztással és szabályozott teljesítménnyel;

Piac szoftver olyan programokkal kell ellátni, amelyek képesek hatékonyan felosztani az utasításelágazási algoritmust páros (páros számú maggal rendelkező processzorok esetén) vagy páratlan (páratlan számú maggal rendelkező processzorok esetén) számú szálra;

…

A sajtószolgálat szerint AMD, ma a 4 magos processzorok piaca nem több, mint az összes 2%-a. Nyilvánvalóan egy modern vásárló számára több okból is szinte értelmetlen egy 4 magos processzor otthoni igényekre való vásárlása. Először is, ma gyakorlatilag nincs olyan program, amely hatékonyan tudná kihasználni a 4 egyidejűleg működő szál előnyeit; másodsorban a termelők pozíció 4- nukleáris processzorok, Hogyan Szia vége-megoldások hozzáadásával a snap a legmodernebb videokártyák és terjedelmes merevlemezek, - és ez végső soron megnöveli az amúgy is drága költséget …

Fejlesztők Intel azt mondják: "... a fejlődés folyamatában a magok száma egyre több lesz...".

Mi vár ránk a jövőben

Vállalatban Intel már nem a "többnukleárisról" beszélnek ( Többmagos) processzorok, ahogy a 2-, 4-, 8-, 16- vagy akár 32-magos megoldásoknál is történik, de a "Többmagos" ( Sok Core), ami a chip teljesen új architekturális mikrostruktúráját jelenti, amely összehasonlítható (de nem hasonló) a processzor architektúrájához sejt.

Az ilyenek felépítése Sok Core-chip azt jelenti, hogy ugyanazzal az utasításkészlettel kell dolgozni, de egy erős központi mag vagy több erős segítségével CPU, amelyet sok segédmag veszi körül, amely elősegíti az összetett multimédiás alkalmazások hatékonyabb feldolgozását többszálú módban. Az "általános célú" magok, processzorok mellett Intel speciális magokkal is rendelkezik majd különféle feladatok elvégzésére – például grafika, beszédfelismerő algoritmusok, kommunikációs protokollok feldolgozására.

Justin Rattner éppen egy ilyen architektúrát mutatott be ( Justin R. Rattner), ágazatvezető Corporate Technology Group Intel, egy tokiói sajtótájékoztatón. Szerinte több tucat ilyen segédmag is lehet az új többmagos processzorban. Ellentétben a nagy, energiaigényes, nagy hőelvezetésű számítástechnikai magokkal, a többmagos kristályokkal Intel csak azokat a magokat aktiválja, amelyek az aktuális feladathoz szükségesek, míg a többi magot letiltja. Ez lehetővé teszi, hogy a kristály pontosan annyi áramot fogyasszon, amennyire szüksége van Ebben a pillanatban idő.

2008 júliusában a társaság Intel azt mondta, hogy fontolgatja annak lehetőségét, hogy több tíz, sőt több ezer számítási magot integráljon egy processzorba. Vezető mérnök Envar Galum ( Anwar Ghuloum) ezt írta a blogjában: "Végül azt javaslom, hogy fogadja meg a következő tippemet...a fejlesztőknek most már el kell kezdeniük több tíz, száz és több ezer magon gondolkodni." Elmondása szerint jelenleg Intel olyan technológiákat kutat, amelyek a számítástechnikát „az általunk még nem értékesített magok számára” méretezhetik.

Végső soron a többmagos rendszerek sikere a fejlesztőkön múlik, akiknek esetleg módosítaniuk kell a programozási nyelveket és át kell írniuk az összes meglévő könyvtárat – mondta Galum.

Valószínűleg minden számítógépet kevéssé ismerő felhasználó egy csomó érthetetlen tulajdonsággal találkozott a központi processzor kiválasztásakor: folyamattechnológia, gyorsítótár, foglalat; tanácsot kért a számítógépes hardver ügyében kompetens barátoktól és ismerősöktől. Nézzük meg az összes lehetséges paraméter sokféleségét, mert a processzor a PC legfontosabb része, és jellemzőinek megértése önbizalmat ad a vásárlásban és a további használatban.

CPU

CPU személyi számítógép egy mikroáramkör, amely minden adatművelet és vezérlés végrehajtásáért felelős perifériás eszközök. Egy speciális szilícium tokban, úgynevezett kristályban található. A rövidítés a rövidítésre használatos - CPU(CPU) ill CPU(az angol Central Processing Unit - központi feldolgozó egységből). A mai piacon számítógép alkatrészek Két versengő vállalat van Intel és AMD, amelyek folyamatosan versenyben állnak az új processzorok teljesítményéért, folyamatosan fejlesztve a technológiai folyamatot.

Folyamat technológia

Folyamat technológia a processzorok gyártásánál használt méret. Meghatározza a tranzisztor méretét, melynek mértékegysége nm (nanométer). A tranzisztorok pedig a CPU belső alapját képezik. A lényeg az, hogy a gyártási technikák folyamatos fejlesztése lehetővé teszi ezen alkatrészek méretének csökkentését. Ebből kifolyólag sokkal több kerül belőlük a processzorlapkára. Ez segít a CPU teljesítményének javításában, így az alkalmazott folyamattechnológia mindig feltüntetésre kerül a paramétereiben. Például, Intel Core Az i5-760 a 45 nm-es folyamattechnológia szerint, az Intel Core i5-2500K pedig 32 nm-en készült, ezen információk alapján meg lehet ítélni, hogy a processzor mennyire korszerű és felülmúlja elődjét, de számos egyéb paramétert meg kell határozni. kiválasztásakor figyelembe kell venni.

Építészet

Ezenkívül a processzorokat olyan jellemzők jellemzik, mint az architektúra - a processzorok egész családjában rejlő tulajdonságok összessége, amelyeket általában sok éven át gyártanak. Más szóval, az architektúra a szervezetük vagy a CPU belső kialakítása.

Magok száma

Mag- a központi processzor legfontosabb eleme. Ez a processzor része, amely egyetlen utasításfolyam végrehajtására képes. A magok különböznek a gyorsítótár méretében, a buszfrekvenciában, a gyártási technológiában stb. A gyártók minden további technikai folyamat során új nevet adnak nekik (például az AMD processzormag Zambezi, az Intel pedig Lynnfield). A processzorgyártási technológiák fejlődésével lehetővé vált egynél több mag elhelyezése egy csomagban, ami jelentősen növeli a CPU teljesítményét és segíti több feladat egyidejű elvégzését, valamint több mag használatát a programokban. Többmagos processzorok gyorsabban tudja majd kezelni az archiválást, a videó dekódolást, a modern videojátékok működését stb. Például az Intel Core 2 Duo és Core 2 Quad processzorvonalai, amelyek kétmagos, illetve négymagos CPU-kat használnak. Jelenleg a 2, 3, 4 és 6 magos processzorok széles körben elérhetőek. Legtöbbjüket szervermegoldásokban használják, és egy átlagos PC-felhasználónak nincs szüksége rájuk.

Frekvencia

A teljesítményt a magok számán kívül befolyásolja órajel frekvenciája. Ennek a jellemzőnek az értéke a CPU teljesítményét tükrözi a másodpercenkénti ciklusok (műveletek) számában. Egy másik fontos jellemző az busz frekvenciája(FSB – Front Side Bus), amely bemutatja a processzor és a számítógép perifériái közötti adatcsere sebességét. Az órajel frekvenciája arányos a busz frekvenciájával.

foglalat

Hogy a jövőbeli processzor frissítéskor kompatibilis legyen a meglévővel alaplap, ismernie kell a foglalatát. Az aljzat ún csatlakozó, amelyre a CPU telepítve van alaplap számítógép. A foglalat típusát a tűk száma és a processzor gyártója jellemzi. A különböző foglalatok bizonyos típusú CPU-knak felelnek meg, így minden foglalat egy bizonyos típusú processzort fogad. Az Intel az LGA1156, LGA1366 és LGA1155 aljzatot használja, míg az AMD AM2+ és AM3.

Gyorsítótár

Gyorsítótár- a nagyon nagy hozzáférési sebességű memória mennyisége, amely a folyamatosan a memóriában lévő adatokhoz való hozzáférés felgyorsításához szükséges alacsonyabb hozzáférési sebességgel (RAM). A processzor kiválasztásakor ne feledje, hogy a gyorsítótár méretének növelése javítja a legtöbb alkalmazás teljesítményét. A CPU gyorsítótárat három szint különbözteti meg ( L1, L2 és L3), közvetlenül a processzormagon található. A RAM-ból származó adatok a nagyobb feldolgozási sebesség érdekében kerülnek bele. Ezen is érdemes elgondolkodni többmagos CPU-k jelzi az L1 gyorsítótár mennyiségét egy maghoz. A második szintű gyorsítótár hasonló funkciókat lát el, kisebb sebességben és nagyobb mennyiségben különbözik egymástól. Ha erőforrásigényes feladatokhoz kívánja használni a processzort, akkor előnyben részesíthető egy nagy mennyiségű második szintű gyorsítótárral rendelkező modell, mivel az L2 gyorsítótár teljes mennyisége többmagos processzoroknál van feltüntetve. Az L3 gyorsítótár a legproduktívabb processzorokkal van felszerelve, mint például az AMD Phenom, AMD Phenom II, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon. A harmadik szintű gyorsítótár a legkevésbé gyors, de akár 30 MB is lehet.

Energia fogyasztás

A processzor energiafogyasztása szorosan összefügg a gyártás technológiájával. A technológiai nanométerek csökkenésével, a tranzisztorok számának növekedésével és a processzorok órajelének növekedésével a CPU energiafogyasztása nő. Például az Intel Core i7 processzorai akár 130 wattot is igényelnek. A magra betáplált feszültség egyértelműen jellemzi a processzor energiafogyasztását. Ez a beállítás különösen fontos, ha CPU-t választunk multimédiás központként való használatra. BAN BEN modern modellek a processzorok különféle technológiákat alkalmaznak a túlzott energiafogyasztás leküzdésére: beágyazott hőmérséklet érzékelők, a processzormagok feszültségének és frekvenciájának automatikus szabályozására szolgáló rendszerek, energiatakarékos üzemmódok a CPU alacsony terhelésével.

További jellemzők

A modern processzorok képesek voltak 2 és 3 csatornás üzemmódban dolgozni RAM, ami jelentősen befolyásolja a teljesítményét, és egy nagyobb utasításkészletet is támogat, ami a funkcionalitásukat felemeli új szint. A GPU-k önmagukban dolgozzák fel a videót, ezáltal tehermentesítik a CPU-t a technológiának köszönhetően DXVA(az angol DirectX Video Acceleration szóból – videógyorsítás a DirectX komponens által). Az Intel a fenti technológiát használja turbó a CPU órajel frekvenciájának dinamikus megváltoztatásához. Technológia Sebesség Lépés kezeli a CPU energiafogyasztását a processzor aktivitásától függően, és Intel virtualizációs technológia virtuális környezetet hoz létre a hardverben több operációs rendszer használatához. A modern processzorok is feloszthatók virtuális magok technológia segítségével Hyper Threading. Például egy kétmagos processzor képes egy mag órajelét két részre osztani, ami négy virtuális maggal hozzájárul a magas feldolgozási teljesítményhez.

A jövőbeli számítógép konfigurációjára gondolva ne feledkezzünk meg a videokártyáról és annak tartalmáról GPU(az angol Graphics Processing Unit-ból - grafikus feldolgozó eszköz) - a videokártya processzora, amely felelős a megjelenítésért (aritmetikai műveletek geometriai, fizikai objektumokkal stb.). Minél magasabb a mag frekvenciája és a memória frekvenciája, annál kisebb lesz a központi processzor terhelése. Különös figyelmet a GPU a játékosoknak meg kell mutatniuk.

A modern számítógépipar nem áll meg. Szinte minden számítógép fel van szerelve többmagos processzorral. De végül is nem mindenki tudja, mi a különbség köztük és a múltban maradt egymagos társaik között. Néha vásárláskor az ember új terméket akar vásárolni, miközben nem ismeri fel annak jelentőségét, és pénzt költ olyan dologra, amely nem hoz jelentős hasznot.
Ahhoz, hogy megértsük, hogy egy vagy kétmagos processzort kell vásárolni, tisztában kell lennie a két lehetőség közötti különbséggel, amely esetekben mindegyik jobb.

Az egymagos processzorok felépítésének jellemzői

Mindenki tudja, hogy az egész személyi számítógép teljesítménye és sebessége elsősorban a központi processzortól függ. Ezért minél magasabb a processzor frekvenciája, annál gyorsabban hajtják végre a felhasználói parancsokat. Az adatműveleteket a processzor magja végzi.

Nagy frekvencián egy utasítás végrehajtási sebessége jelentős, ezért még egymagos processzor esetén is úgy tűnik a felhasználó számára, hogy a programok párhuzamosan futnak. Valójában minden program sorba áll, ami nagyon nagy sebességgel mozog.

Az egymagos processzorok architektúra szerinti jellemzői a következők:

• Struktúra a parancsok és adatok teljes szétválasztásával.
• Skaláris architektúra, amely lehetővé teszi több utasítás párhuzamos végrehajtását különböző eszközökön.
• Dinamikus típusú parancsok sorrendjének megváltoztatása, amikor az előrejelzés elve működik.
• A parancsok a csővezeték típusának megfelelően használatosak.
• A végrehajtási ágak iránya kiszámítható.

Szeretném megjegyezni, hogy annak ellenére, hogy egyre több kétmagos processzor jelenik meg, az egymagos lehetőségeket folyamatosan véglegesítik és fejlesztik. Ezért az egymagos processzorok egyes modelljei teljesítményükben nem mindig rosszabbak, mint a kétmagos utódmodellek.

A kétmagos processzorok jellemzői

Ha általában egy kétmagos processzor működéséről beszélünk az egymagos megfelelőhöz képest, akkor mindent meg tudunk magyarázni egyszerű példa. Például egy felhasználó fájlokat másol, és egyúttal úgy döntött, hogy megnéz egy filmet. Úgy tűnik számára, hogy mindkét műveletet egyidejűleg hajtják végre, de ha egymagos processzor fut, ezek a műveletek egymás után mennek, mivel a parancsvégrehajtás gyakorisága nagyon magas, és ilyen érzés jön létre. De egy kétmagos folyamat jelenlétében ezeket a műveleteket valóban egyidejűleg hajtják végre.

Érdemes megjegyezni, hogy a kétmagos processzor felépítésében hasonló a szimmetrikus többprocesszorok felépítéséhez, amikor két processzort használnak egy kártyán. Természetesen vannak eltérések, de a működési elv hasonló.

A kétmagos processzorok akkor mutatkoznak meg a leghatékonyabban, ha többszálas alkalmazásokkal dolgoznak, itt érhető el a legnagyobb teljesítmény. Mivel számos feladat van elosztva két mag között végrehajtás céljából. Ez az elosztás csökkenti az energiafogyasztást. Hiszen ez a tényező akadályozza az egymagos processzorok fejlesztését.

Mi a különbség a kétmagos processzor között?

Az egymagos és a kétmagos processzorok szerkezetének felépítésének tanulmányozása során a különbségek nagy listája megkülönböztethető:

• Ha nem futtat összetett többszálú alkalmazásokat vagy egyszerre többet, akkor az egy vagy két maggal rendelkező processzor működésében mutatkozó különbségek nem lesznek annyira észrevehetők és észrevehetők.
• A kétmagos processzorban megosztott cache memória is található.
• Ha kétmagos processzorral rendelkezik, annak van egy kézzelfogható előnye, mivel ha az egyik mag meghibásodik, a második mag csak magára veszi az összes terhelést.
• A kétmagos processzor nagy gyorsítótárral és frekvenciával rendelkezik.

Érdemes megjegyezni, hogy az otthoni kétmagos processzor nem mindig tudja megmutatni teljes potenciálját, mivel sok létrehozott alkalmazás nem igazodik ilyen központi processzorhoz. Meg kell jegyezni, hogy a két mag jelenléte miatt a processzor 64 bites szerkezettel rendelkezik. És sok modern programot 32 bites struktúrára terveztek, és nem szabad tőlük sebességnövekedést várni.

A kétmagos processzorok használatának előnyei

Ismerve az egy- és kétmagos processzorok szerkezeti jellemzőit és jelentős különbségeit, kiemelhetjük a kétmagos processzorok használatának fő előnyeit:

1. Gyors böngésző teljesítmény betöltéskor és megjelenítéskor.
2. Nagy teljesítmény a játékalkalmazásokban.
3. A többértékű mód több szál sebességét növeli.
4. Nagy sebesség és zökkenőmentes működés.
5. Csökkentett energiafogyasztás, miközben növeli a teljesítményt.

Összegzésként megállapíthatjuk, hogy az egy vagy két magos processzor jelentős különbségeket mutat, mind a munka eredményeként, mind az architektúráját tekintve.

Természetesen egyértelmű, hogy a két vagy több maggal rendelkező processzor termelékenyebb lesz. Otthoni használatra elvileg nem kritikus egy processzoros számítógép vásárlása. De ha van pénzügyi lehetőség egy olyan számítógép megvásárlására, amelynek konfigurációjában két processzor található, akkor érdemes megvenni. Hiszen az információs világ nem áll meg. A programok véglegesítése, a technológia fejlesztése folyamatban van. Minden nap mindent több szoftver termékek 64 bites rendszerekkel való együttműködésre tervezték.

A többmagos processzorok központi feldolgozó egységek, amelyek kettőnél több számítási magot tartalmaznak. Az ilyen magok ugyanabban a csomagban és ugyanazon a processzorchipen is elhelyezkedhetnek.

Mi az a többmagos processzor?

Leggyakrabban a többmagos processzorok olyan központi feldolgozóegységek, amelyekben több számítási mag egy chipbe van integrálva (vagyis ugyanazon a szilícium chipen találhatók).

Általában a többmagos processzorok órajelét szándékosan alulbecsülik. Ez az energiafogyasztás csökkentése érdekében történik, miközben fenntartja a szükséges processzorteljesítményt. Ugyanakkor minden mag egy teljes értékű mikroprocesszor, amelyet az összes modern processzor jellemzői jellemeznek - többszintű gyorsítótárat használ, támogatja a kód- és vektorutasítások soron kívüli végrehajtását.

Hyper-threading

A többmagos processzorok magjai támogathatják az SMT technológiát, amely lehetővé teszi több szál végrehajtását és több logikai processzor létrehozását minden magból. Az Intel által gyártott processzorokon ezt a technológiát "Hyper-threading"-nek hívják. Ennek köszönhetően megduplázhatja a logikai processzorok számát a fizikai chipek számához képest. Az ezt a technológiát támogató mikroprocesszorokban minden fizikai processzor képes egyidejűleg két szál állapotát tárolni. Az operációs rendszer számára ez úgy fog kinézni, mintha két logikai processzor lenne. Ha az egyik működésében szünet következik be (például arra vár, hogy a memóriából adatot kapjon), a másik logikai processzor elkezdi végrehajtani a saját szálát.

A többmagos processzorok típusai

A többmagos processzorok több típusra oszthatók. Lehetséges, hogy támogatják a megosztott gyorsítótár-használatot, vagy nem. A magok közötti kommunikáció a megosztott busz, a pont-pont kapcsolatok hálózata, a kapcsolóval ellátott hálózat vagy a megosztott gyorsítótár használatának elve alapján valósul meg.

Működés elve

A legtöbb modern többmagos processzor a következő séma szerint működik. Ha futó alkalmazás támogatja a többszálú feldolgozást, több feladat egyidejű végrehajtására kényszerítheti a processzort. Például, ha a számítógép 4 magos, 1,8 GHz-es órajelű processzort használ, a program mind a négy magot egyszerre "be tudja tölteni", miközben a processzor teljes frekvenciája 7,2 GHz lesz. Ha több program fut egyszerre, mindegyik használhatja a processzormagok egy részét, ami szintén a számítógép teljesítményének növekedéséhez vezet.

Sok operációs rendszer támogatja a többszálú feldolgozást, így a többmagos processzorok használata felgyorsíthatja számítógépét még olyan alkalmazások esetében is, amelyek nem támogatják a többszálat. Ha csak egy alkalmazás munkáját vesszük figyelembe, akkor a többmagos processzorok használata csak akkor lesz indokolt, ha ez az alkalmazás többszálú feldolgozásra van optimalizálva. Ellenkező esetben a többmagos processzor sebessége nem különbözik a hagyományos processzor sebességétől, sőt néha lassabb is.

De a frekvenciamutatók új csúcsainak meghódításával nehezebbé vált növelni, mivel ez befolyásolta a processzorok TDP-jének növekedését. Ezért a fejlesztők megkezdték a processzorok szélességének növelését, nevezetesen magok hozzáadását, és felmerült a többmagos koncepció.

Szó szerint 6-7 évvel ezelőtt a többmagos processzorok gyakorlatilag ismeretlenek voltak. Nem, többmagos processzorok ugyanattól az IBM cégtől már korábban is létezett, de megjelent az első kétmagos processzor asztali számítógépek, csak 2005-ben került sor, és ezt az ún Pentium processzor D. Ezenkívül az AMD kétmagos Opteronja 2005-ben jelent meg, de szerverrendszerekhez.

Ebben a cikkben nem foglalkozunk részletesen a történelmi tényekkel, hanem a modern többmagos processzorokat tárgyaljuk, mint a CPU egyik jellemzőjét. És ami a legfontosabb: ki kell találnunk, hogy ez a többmagos teljesítmény mit ad a processzornak, valamint neked és nekem.

Megnövelt teljesítmény többmagos rendszerrel

A processzor teljesítményének több mag miatti növelésének elve az, hogy a szálak (különböző feladatok) végrehajtását több magra osztják. Összefoglalva, szinte minden, a rendszeren futó folyamatnak több szála van.

Azonnal lefoglalom, hogy az operációs rendszer gyakorlatilag sok szálat tud létrehozni magának, és mindezt egyszerre, még akkor is, ha a processzor fizikailag egymagos. Ez az elv ugyanazt a Windows multitaskingot valósítja meg (például zenehallgatás és egyidejű gépelés).

Vegyük például víruskereső program. Az egyik szál átvizsgálja a számítógépet, a másik - a víruskereső adatbázis frissítése (mindent leegyszerűsítettünk az általános koncepció megértése érdekében).

És fontolja meg, mi fog történni két különböző esetben:

a) Egymagos processzor. Mivel két szál fut egyszerre, ezért a felhasználó számára (vizuálisan) létre kell hoznunk a végrehajtásnak ezt az egyidejűségét. Az operációs rendszer trükkös:e két szál végrehajtása között van váltás (ezek a kapcsolók azonnaliak, az idő pedig ezredmásodpercben van megadva). Vagyis a rendszer kicsit „végezte” a frissítést, majd hirtelen áttért a szkennelésre, majd vissza a frissítésre. Így Önnek és nekem úgy tűnik, hogy ezt a két feladatot egyszerre hajtják végre. De mi vész el? Természetesen a teljesítmény. Tehát nézzük a második lehetőséget.

b) A processzor többmagos. Ebben az esetben ez a váltás nem történik meg. A rendszer egyértelműen minden szálat külön magba küld, aminek eredményeként megszabadulhatunk a teljesítményt rontó szálról szálra váltástól (idealizáljuk a helyzetet). Két szál fut egyidejűleg, ez a többmagos és többszálas elve. Végső soron sokkal gyorsabban hajtjuk végre a vizsgálatokat és a frissítéseket egy többmagos processzoron, mint egy egymagoson. De van egy fogás - nem minden program támogatja a többmagos rendszert. Nem minden program optimalizálható így. És minden korántsem olyan tökéletes, mint ahogy leírtuk. De a fejlesztők napról napra egyre több programot hoznak létre, amelyek kódja tökéletesen optimalizált többmagos processzorokon való végrehajtásra.

Szükségesek-e többmagos processzorok? Mindennapi ésszerűség

Nál nél processzor választás egy számítógép esetében (nevezetesen, ha a magok számára gondolunk), meg kell határozni az elvégzendő feladatok fő típusait.

A számítógépes hardverrel kapcsolatos ismeretek bővítése érdekében elolvashatja az anyagot processzor foglalatok .

A kiindulópontot kétmagos processzoroknak nevezhetjük, mivel nincs értelme visszatérni az egymagos megoldásokhoz. A kétmagos processzorok azonban mások. Lehet, hogy nem a "legfrissebb" Celeron, vagy egy Core i3 az Ivy Bridge-en, akárcsak az AMD - Sempron vagy a Phenom II. Természetesen más mutatók miatt teljesítményük nagyon eltérő lesz, ezért mindent átfogóan kell megvizsgálnia, és összehasonlítania kell a többmagos rendszert másokkal. processzor jellemzői.

Például az Ivy Bridge Core i3-ja Hyper-Treading technológiával rendelkezik, amely lehetővé teszi 4 szál egyidejű feldolgozását (az operációs rendszer 4 logikai magot lát 2 fizikai helyett). És ugyanaz a Celeron nem büszkélkedhet ilyenekkel.

De térjünk vissza közvetlenül a szükséges feladatok reflexióihoz. Ha számítógépre van szükség irodai munkaés internetezni, akkor elég neki egy kétmagos processzor.

Ha játékteljesítményről van szó, 4 vagy több magra van szükség ahhoz, hogy a legtöbb játékban kényelmes legyen. De itt bukkan fel a csapás: nem minden játékban van 4 magos processzorokra optimalizált kód, és ha optimalizálják, akkor nem olyan hatékony, mint szeretnénk. De elvileg a játékokhoz most éppen a 4. magos processzor az optimális megoldás.

A mai napig ugyanaz a 8 magos AMD processzorok, játékoknál feleslegesek, pont a magok száma a redundáns, de a teljesítmény nem éri el a színvonalat, de vannak más előnyeik is. Ugyanez a 8 mag sokat segít azokban a feladatokban, ahol erőteljes munkára van szükség kiváló minőségű többszálas terheléssel. Ide tartozik például a videó renderelése (számítása), vagy a szerver számítástechnika. Ezért az ilyen feladatokhoz 6, 8 vagy több magra van szükség. És hamarosan a játékok 8 vagy több magot is képesek lesznek kiváló minőségben betölteni, így a jövőben minden nagyon rózsás lesz.

Ne felejtse el, hogy még mindig sok olyan feladat van, amely egyszálú terhelést hoz létre. És fel kell tenned magadnak a kérdést: kell nekem ez a 8 magos vagy sem?

Kicsit összefoglalva szeretném még egyszer megjegyezni, hogy a többmagosság előnyei a "nehéz" számítási többszálú munka során nyilvánulnak meg. És ha nem játszik túl nagy követelményeket támasztó játékokat, és nem végez olyan típusú munkát, amely jó számítási teljesítményt igényel, akkor egyszerűen nincs értelme drága többmagos processzorokra költeni (