Οι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων έχουν διατεθεί σε προσωπικούς υπολογιστές για πάνω από μια δεκαετία τώρα. Ο λόγος είναι ότι οι επεξεργαστές έπλητταν φυσικούς περιορισμούς όσον αφορά τις ταχύτητες ρολογιού τους και πόσο αποτελεσματικά θα μπορούσαν να ψύχονται και να διατηρούν ακόμα την ακρίβεια. Με τη μετάβαση σε επιπλέον πυρήνες στο τσιπ ενιαίου επεξεργαστή, οι κατασκευαστές αποφεύγουν τα προβλήματα με τις ταχύτητες ρολογιού, πολλαπλασιάζοντας αποτελεσματικά το ποσό των δεδομένων που θα μπορούσε να χειριστεί η CPU . Όταν κυκλοφόρησαν αρχικά, ήταν μόνο δύο πυρήνες σε μία CPU, αλλά τώρα υπάρχουν επιλογές για τέσσερα, έξι και οκτώ. Εκτός από αυτό, υπάρχει η τεχνολογία Hyper-Threading της Intel που διπλασιάζει ουσιαστικά τους πυρήνες που βλέπει το λειτουργικό σύστημα . Η ύπαρξη δύο πυρήνων σε έναν επεξεργαστή είχε πάντοτε απτά οφέλη, χάρη στη φύση των σύγχρονων λειτουργικών συστημάτων. Μετά από όλα, μπορείτε να περιηγείστε στον ιστό ή να πληκτρολογήσετε μια αναφορά ενώ ένα πρόγραμμα προστασίας από ιούς εκτελείται στο παρασκήνιο. Το πραγματικό ερώτημα για πολλούς ανθρώπους μπορεί να είναι εάν περισσότεροι από δύο είναι πραγματικά ευεργετικοί και αν ναι, πόσοι;
Συρραφή
Πριν πάτε στα οφέλη και τα μειονεκτήματα των πολλαπλών πυρήνων επεξεργαστών, είναι σημαντικό να κατανοήσετε την έννοια του σπειρώματος. Ένα νήμα είναι απλά μια ενιαία ροή δεδομένων από ένα πρόγραμμα μέσω του επεξεργαστή στον Η / Υ. Κάθε εφαρμογή δημιουργεί δικά της ή πολλαπλά νήματα ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας της. Με το multitasking, ένας single core processor μπορεί να χειριστεί μόνο ένα νήμα κάθε φορά, οπότε το σύστημα μεταβαίνει γρήγορα μεταξύ των νημάτων για να επεξεργαστεί τα δεδομένα με φαινομενικά ταυτόχρονο τρόπο.
Το πλεονέκτημα της ύπαρξης πολλαπλών πυρήνων είναι ότι το σύστημα μπορεί να χειριστεί περισσότερα από ένα νήμα. Κάθε πυρήνας μπορεί να χειριστεί μια ξεχωριστή ροή δεδομένων. Αυτό αυξάνει σημαντικά την απόδοση ενός συστήματος που εκτελεί ταυτόχρονες εφαρμογές. Δεδομένου ότι οι διακομιστές τείνουν να τρέχουν πολλαπλές εφαρμογές σε μια δεδομένη στιγμή, αναπτύχθηκε αρχικά εκεί, αλλά καθώς οι προσωπικοί υπολογιστές πήραν πιο πολύπλοκους και πολλαπλούς στόχους αυξήθηκαν, επωφελήθηκαν επίσης από το να έχουν επιπλέον πυρήνες.
Λογισμικό εξαρτάται
Ενώ η έννοια των επεξεργαστών πολλαπλών πυρήνων ακούγεται πολύ ελκυστική, υπάρχει μια σημαντική επιφύλαξη σε αυτήν την ικανότητα. Προκειμένου να δει κανείς τα πραγματικά πλεονεκτήματα των πολλαπλών επεξεργαστών, πρέπει να γραφεί το λογισμικό που εκτελείται στον υπολογιστή για να υποστηρίξει την πολλαπλή επεξεργασία. Χωρίς το λογισμικό που υποστηρίζει ένα τέτοιο χαρακτηριστικό, τα νήματα θα εκτελούνται κυρίως μέσω ενός ενιαίου πυρήνα, μειώνοντας έτσι την αποδοτικότητα. Μετά από όλα, αν μπορεί να τρέξει μόνο σε έναν πυρήνα σε επεξεργαστή τετραπλού πυρήνα , μπορεί να είναι πιο γρήγορο να το εκτελέσετε σε επεξεργαστή διπλού πυρήνα με υψηλότερες ταχύτητες ρολογιού βάσης.
Ευτυχώς, όλα τα μεγάλα τρέχοντα λειτουργικά συστήματα έχουν δυνατότητα πολλαπλής επεξεργασίας. Όμως, το multithreading πρέπει επίσης να γραφεί στο λογισμικό εφαρμογής. Ευτυχώς, η υποστήριξη για την πολλαπλή θωράκιση στο λογισμικό των καταναλωτών έχει βελτιωθεί σημαντικά, αλλά για πολλά απλά προγράμματα, η υποστήριξη πολλαπλών προβλημάτων εξακολουθεί να μην εφαρμόζεται λόγω της πολυπλοκότητας. Για παράδειγμα, ένα πρόγραμμα αλληλογραφίας ή web browser δεν είναι πιθανό να δει τεράστια οφέλη για multithreading όπως λένε ένα γραφικό ή πρόγραμμα επεξεργασίας βίντεο όπου οι πολύπλοκοι υπολογισμοί γίνονται από τον υπολογιστή.
Ένα καλό παράδειγμα για να εξηγήσουμε αυτό είναι να εξετάσουμε ένα τυπικό παιχνίδι PC. Τα περισσότερα παιχνίδια απαιτούν κάποια μορφή εμφάνισης μηχανής για να εμφανίσουν τι συμβαίνει στο παιχνίδι. Εκτός από αυτό, υπάρχει κάποιο είδος τεχνητής νοημοσύνης για τον έλεγχο γεγονότων και χαρακτήρων στο παιχνίδι. Με ένα μόνο πυρήνα, και οι δύο πρέπει να λειτουργούν με εναλλαγή μεταξύ των δύο. Αυτό δεν είναι απαραιτήτως αποτελεσματικό. Αν το σύστημα είχε πολλαπλούς επεξεργαστές, η απόδοση και το AI θα μπορούσαν να εκτελούνται σε ξεχωριστό πυρήνα. Αυτό μοιάζει με μια ιδανική κατάσταση για έναν επεξεργαστή πολλαπλών πυρήνων.
Αυτό είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα για το πώς πολλά θέματα μπορούν να επωφεληθούν από ένα πρόγραμμα. Αλλά στο ίδιο παράδειγμα, τέσσερις πυρήνες επεξεργαστών θα είναι καλύτεροι από δύο; Αυτή είναι μια πολύ δύσκολη ερώτηση που πρέπει να απαντήσετε, καθώς εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το λογισμικό. Για παράδειγμα, πολλά παιχνίδια εξακολουθούν να έχουν πολύ μικρή διαφορά απόδοσης μεταξύ δύο και τεσσάρων πυρήνων. Δεν υπάρχουν ουσιαστικά παιχνίδια που βλέπουν απτά οφέλη από πέρα από τέσσερις πυρήνες επεξεργαστών. Επιστρέφοντας στα παραδείγματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου ή περιήγησης στο διαδίκτυο, ακόμη και το quad core δεν θα έχει κανένα πραγματικό όφελος. Από την άλλη πλευρά, ένα πρόγραμμα κωδικοποίησης βίντεο που μεταφράζει το βίντεο θα δει πιθανώς τεράστια οφέλη, καθώς η μεμονωμένη απόδοση καρέ μπορεί να μεταφερθεί σε διαφορετικούς πυρήνες και στη συνέχεια να ταξινομηθεί σε ένα μόνο ρεύμα από το λογισμικό. Έτσι, η κατοχή οκτώ πυρήνων θα είναι ακόμα πιο ευεργετική από την κατοχή τεσσάρων.
Ταχύτητες ρολογιού
Ένα πράγμα που αναφέρθηκε εν συντομία είναι οι ταχύτητες ρολογιού. Οι περισσότεροι άνθρωποι είναι ακόμα εξοικειωμένοι με το γεγονός ότι όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα του ρολογιού, τόσο πιο γρήγορα θα είναι ο επεξεργαστής. Οι ταχύτητες ρολογιού καθίστανται πιο νεφελώδεις όταν ασχολείσαι και με πολλούς πυρήνες. Αυτό έχει να κάνει με το γεγονός ότι ο επεξεργαστής μπορεί τώρα να επεξεργαστεί πολλαπλά νήματα δεδομένων λόγω των επιπλέον πυρήνων, αλλά κάθε ένας από αυτούς τους πυρήνες θα λειτουργεί με χαμηλότερες ταχύτητες λόγω των θερμικών περιορισμών.
Για παράδειγμα, ένας επεξεργαστής διπλού πυρήνα μπορεί να έχει ταχύτητες ρολογιού βάσης 3,5 GHz για κάθε επεξεργαστή, ενώ ένας επεξεργαστής τετραπλού πυρήνα μπορεί να λειτουργεί μόνο στα 3,0 GHz. Ακριβώς κοιτάζοντας έναν ενιαίο πυρήνα σε κάθε ένα από αυτά, ο επεξεργαστής διπλού πυρήνα θα είναι σε θέση να περίπου δεκατέσσερις τοις εκατό γρηγορότερα από ό, τι στο quad-core. Έτσι, αν έχετε ένα πρόγραμμα που έχει μόνο ένα σπείρωμα, ο επεξεργαστής διπλού πυρήνα είναι στην πραγματικότητα καλύτερος. Και πάλι, εάν έχετε κάτι που μπορεί να χρησιμοποιήσει και τους τέσσερις επεξεργαστές, όπως η κωδικοποίηση βίντεο, τότε ο επεξεργαστής quad-core θα είναι περίπου εβδομήντα τοις εκατό ταχύτερος από αυτόν τον επεξεργαστή διπλού πυρήνα.
Τι σημαίνει αυτό; Λοιπόν, πρέπει να εξετάσετε προσεκτικά τον επεξεργαστή και επίσης το λογισμικό για να πάρετε μια καλή ιδέα για το πώς θα εκτελέσει συνολικά. Γενικά, ένας επεξεργαστής πολλαπλών πυρήνων είναι μια καλύτερη επιλογή, αλλά αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι θα έχετε καλύτερες συνολικές επιδόσεις.
Συμπεράσματα
Ως επί το πλείστον, έχοντας έναν υψηλότερο επεξεργαστή μέτρησης πυρήνων είναι γενικά καλό, αλλά είναι πολύ περίπλοκο ζήτημα. Ως επί το πλείστον, ένας επεξεργαστής διπλού ή τετραπλού πυρήνα πρόκειται να είναι περισσότερο από αρκετή ενέργεια για έναν βασικό χρήστη υπολογιστή. Η πλειοψηφία των καταναλωτών δεν θα έχει απτά οφέλη από το να υπερβεί τους τέσσερις πυρήνες επεξεργαστών, καθώς υπάρχει τόσο μικρό λογισμικό που μπορεί να το εκμεταλλευτεί. Οι μόνοι που θα πρέπει να εξετάσουν τέτοιους επεξεργαστές υψηλής πυκνότητας είναι αυτοί που εκτελούν καθήκοντα όπως επιτραπέζια επεξεργασία βίντεο ή περίπλοκα επιστημονικά και μαθηματικά προγράμματα. Εξαιτίας αυτού, συνιστούμε ιδιαίτερα στους αναγνώστες να ελέγξουν το πόσο γρήγορα χρειαζόμαστε ένα PC; άρθρο για να πάρετε μια καλύτερη ιδέα για το είδος του επεξεργαστή που ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες υπολογιστών τους.