Μέγιστος αριθμός πυρήνων σε έναν επεξεργαστή intel. Τι επηρεάζει ο αριθμός των πυρήνων του επεξεργαστή; Ο αντίκτυπος του αριθμού των πυρήνων στην απόδοση

• Φροντιστήριο

Σε αυτό το άρθρο θα προσπαθήσω να περιγράψω την ορολογία που χρησιμοποιείται για την περιγραφή συστημάτων ικανών να εκτελούν πολλά προγράμματα παράλληλα, δηλαδή πολλαπλών πυρήνων, πολλαπλών επεξεργαστών, πολλαπλών νημάτων. Διαφορετικοί τύποι παραλληλισμού εμφανίστηκαν στην CPU IA-32 σε διαφορετικούς χρόνους και με κάπως ασυνεπή σειρά. Είναι πολύ εύκολο να μπερδευτείτε σε όλα αυτά, ειδικά αν σκεφτεί κανείς ότι τα λειτουργικά συστήματα κρύβουν προσεκτικά λεπτομέρειες από λιγότερο εξελιγμένα προγράμματα εφαρμογών.

Ο σκοπός του άρθρου είναι να δείξει ότι με όλη την ποικιλία των πιθανών διαμορφώσεων συστημάτων πολλαπλών επεξεργαστών, πολλαπλών πυρήνων και πολλαπλών νημάτων, για προγράμματα που εκτελούνται σε αυτά, δημιουργούνται ευκαιρίες τόσο για αφαίρεση (αγνοώντας τις διαφορές) όσο και για τη λήψη υπόψη ιδιαιτεροτήτων (η δυνατότητα να μάθετε μέσω προγραμματισμού τη διαμόρφωση).

Προειδοποίηση για τα σημάδια ®, ™ στο άρθρο

Το δικό μου εξηγεί γιατί οι υπάλληλοι της εταιρείας πρέπει να χρησιμοποιούν ειδοποιήσεις πνευματικών δικαιωμάτων στις δημόσιες επικοινωνίες. Σε αυτό το άρθρο έπρεπε να τα χρησιμοποιώ αρκετά συχνά.

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ

Φυσικά, ο παλαιότερος, πιο συχνά χρησιμοποιούμενος και αμφιλεγόμενος όρος είναι «επεξεργαστής».

Στον σύγχρονο κόσμο, ένας επεξεργαστής είναι κάτι που αγοράζουμε σε ένα όμορφο κουτί λιανικής ή σε μια όχι και τόσο ωραία συσκευασία OEM. Μια αδιαίρετη οντότητα που εισάγεται σε μια υποδοχή στη μητρική πλακέτα. Ακόμα κι αν δεν υπάρχει σύνδεσμος και δεν μπορεί να αφαιρεθεί, δηλαδή αν είναι σφιχτά κολλημένο, είναι ένα τσιπ.

Τα κινητά συστήματα (τηλέφωνα, tablet, φορητοί υπολογιστές) και οι περισσότεροι επιτραπέζιοι υπολογιστές έχουν έναν επεξεργαστή. Οι σταθμοί εργασίας και οι διακομιστές διαθέτουν μερικές φορές δύο ή περισσότερους επεξεργαστές σε μία μόνο μητρική πλακέτα.

Η υποστήριξη πολλαπλών CPU σε ένα μόνο σύστημα απαιτεί πολλές αλλαγές σχεδιασμού. Τουλάχιστον, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί η φυσική τους σύνδεση (παροχή πολλών υποδοχών στη μητρική πλακέτα), η επίλυση προβλημάτων αναγνώρισης του επεξεργαστή (βλ. παρακάτω σε αυτό το άρθρο, καθώς και η σημείωση μου), ο συντονισμός των προσβάσεων στη μνήμη και η παράδοση διακοπής (η διακοπή ο ελεγκτής πρέπει να μπορεί να δρομολογεί διακοπές σε πολλούς επεξεργαστές) και, φυσικά, υποστήριξη από το λειτουργικό σύστημα. Δυστυχώς, δεν μπόρεσα να βρω μια τεκμηριωμένη αναφορά για τη δημιουργία του πρώτου συστήματος πολλαπλών επεξεργαστών σε επεξεργαστές Intel, αλλά η Wikipedia ισχυρίζεται ότι η Sequent Computer Systems τους παρείχε ήδη το 1987, χρησιμοποιώντας επεξεργαστές Intel 80386 Η υποστήριξη για πολλαπλά τσιπ σε ένα σύστημα γίνεται ευρέως διαδεδομένη. ξεκινώντας με το Intel® Pentium.

Εάν υπάρχουν πολλοί επεξεργαστές, τότε καθένας από αυτούς έχει τη δική του υποδοχή στην πλακέτα. Κάθε ένα από αυτά έχει πλήρη ανεξάρτητα αντίγραφα όλων των πόρων, όπως μητρώα, συσκευές εκτέλεσης, κρυφές μνήμες. Μοιράζονται μια κοινή μνήμη - RAM. Η μνήμη μπορεί να συνδεθεί μαζί τους με διάφορους και μάλλον μη τετριμμένους τρόπους, αλλά αυτή είναι μια ξεχωριστή ιστορία πέρα ​​από το πεδίο εφαρμογής αυτού του άρθρου. Το σημαντικό είναι ότι σε κάθε περίπτωση, η ψευδαίσθηση της ομοιογενούς κοινόχρηστης μνήμης προσβάσιμη από όλους τους επεξεργαστές που περιλαμβάνονται στο σύστημα θα πρέπει να δημιουργηθεί για εκτελέσιμα προγράμματα.

Ετοιμος για απογείωση! Intel® Desktop Board D5400XS

Πυρήνας

Ιστορικά, οι πολυπύρηνες στο Intel IA-32 εμφανίστηκαν αργότερα από το Intel® HyperThreading, αλλά στη λογική ιεραρχία έρχεται μετά.

Φαίνεται ότι εάν ένα σύστημα έχει περισσότερους επεξεργαστές, τότε η απόδοσή του είναι υψηλότερη (σε εργασίες που μπορούν να χρησιμοποιήσουν όλους τους πόρους). Ωστόσο, εάν το κόστος επικοινωνίας μεταξύ τους είναι πολύ υψηλό, τότε όλα τα κέρδη από τον παραλληλισμό σκοτώνονται από μεγάλες καθυστερήσεις για τη μεταφορά κοινών δεδομένων. Αυτό ακριβώς παρατηρείται στα συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών - τόσο φυσικά όσο και λογικά είναι πολύ μακριά το ένα από το άλλο. Για αποτελεσματική επικοινωνία σε τέτοιες συνθήκες, είναι απαραίτητο να βρείτε εξειδικευμένα λεωφορεία, όπως το Intel® QuickPath Interconnect. Η κατανάλωση ενέργειας, το μέγεθος και η τιμή της τελικής λύσης, φυσικά, δεν μειώνονται από όλα αυτά. Η υψηλή ολοκλήρωση των εξαρτημάτων θα πρέπει να έρχεται στη διάσωση - τα κυκλώματα που εκτελούν μέρη ενός παράλληλου προγράμματος πρέπει να έρθουν πιο κοντά το ένα στο άλλο, κατά προτίμηση σε ένα τσιπ. Με άλλα λόγια, ένας επεξεργαστής θα πρέπει να οργανώσει πολλούς πυρήνες, πανομοιότυπα μεταξύ τους σε όλα, αλλά λειτουργούν ανεξάρτητα.

Οι πρώτοι πολυπύρηνες επεξεργαστές IA-32 της Intel παρουσιάστηκαν το 2005. Από τότε, ο μέσος αριθμός πυρήνων σε πλατφόρμες διακομιστών, επιτραπέζιων υπολογιστών και τώρα κινητών αυξάνεται σταθερά.

Σε αντίθεση με δύο επεξεργαστές μονού πυρήνα στο ίδιο σύστημα που μοιράζονται μόνο μνήμη, δύο πυρήνες μπορούν επίσης να μοιράζονται κρυφές μνήμες και άλλους πόρους που σχετίζονται με τη μνήμη. Τις περισσότερες φορές, οι κρυφές μνήμες του πρώτου επιπέδου παραμένουν ιδιωτικές (κάθε πυρήνας έχει το δικό του), ενώ το δεύτερο και το τρίτο επίπεδο μπορούν είτε να είναι κοινόχρηστα είτε ξεχωριστά. Αυτή η οργάνωση συστήματος σάς επιτρέπει να μειώσετε τις καθυστερήσεις παράδοσης δεδομένων μεταξύ γειτονικών πυρήνων, ειδικά εάν εργάζονται σε μια κοινή εργασία.

Μικρογραφία ενός τετραπύρηνου επεξεργαστή Intel με την κωδική ονομασία Nehalem. Διατίθενται ξεχωριστοί πυρήνες, μια κοινή κρυφή μνήμη τρίτου επιπέδου, καθώς και σύνδεσμοι QPI με άλλους επεξεργαστές και ένας κοινός ελεγκτής μνήμης.

Υπερνήμα

Μέχρι το 2002 περίπου, ο μόνος τρόπος για να αποκτήσετε ένα σύστημα IA-32 ικανό να εκτελεί δύο ή περισσότερα προγράμματα παράλληλα ήταν η χρήση συστημάτων πολλαπλών επεξεργαστών. Το Intel® Pentium® 4, καθώς και η σειρά Xeon με την κωδική ονομασία Foster (Netburst), εισήγαγαν μια νέα τεχνολογία - hyperthreads ή hyperthreads - Intel® HyperThreading (στο εξής HT).

Δεν υπάρχει τίποτα καινούργιο κάτω από τον ήλιο. Το HT είναι μια ειδική περίπτωση αυτού που αναφέρεται στη βιβλιογραφία ως ταυτόχρονη πολυνηματική (SMT). Σε αντίθεση με τους «πραγματικούς» πυρήνες, που είναι πλήρη και ανεξάρτητα αντίγραφα, στην περίπτωση του HT, μόνο μέρος των εσωτερικών κόμβων, που είναι κυρίως υπεύθυνοι για την αποθήκευση της αρχιτεκτονικής κατάστασης - καταχωρητές, αντιγράφονται σε έναν επεξεργαστή. Οι εκτελεστικοί κόμβοι που είναι υπεύθυνοι για την οργάνωση και την επεξεργασία δεδομένων παραμένουν μοναδικοί και ανά πάσα στιγμή χρησιμοποιούνται από το πολύ ένα από τα νήματα. Όπως και οι πυρήνες, τα υπερνήματα μοιράζονται κρυφές μνήμες, αλλά από ποιο επίπεδο εξαρτάται από το συγκεκριμένο σύστημα.

Δεν θα προσπαθήσω να εξηγήσω όλα τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των σχεδίων SMT γενικά και των σχεδίων HT ειδικότερα. Ο ενδιαφερόμενος αναγνώστης μπορεί να βρει μια αρκετά λεπτομερή συζήτηση για την τεχνολογία σε πολλές πηγές και, φυσικά, στη Wikipedia. Ωστόσο, θα σημειώσω το ακόλουθο σημαντικό σημείο, το οποίο εξηγεί τους τρέχοντες περιορισμούς στον αριθμό των υπερνημάτων σε πραγματικά προϊόντα.

Περιορισμοί νημάτων

Σε ποιες περιπτώσεις δικαιολογείται η παρουσία «άδικων» πολυπύρηνων με τη μορφή HT; Εάν ένα νήμα εφαρμογής δεν μπορεί να φορτώσει όλους τους κόμβους εκτέλεσης μέσα στον πυρήνα, τότε μπορούν να «δανειστούν» σε ένα άλλο νήμα. Αυτό είναι τυπικό για εφαρμογές που έχουν ένα σημείο συμφόρησης όχι στον υπολογισμό, αλλά στην πρόσβαση δεδομένων, δηλαδή συχνά δημιουργούν ελλείψεις προσωρινής μνήμης και πρέπει να περιμένουν να παραδοθούν δεδομένα από τη μνήμη. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο πυρήνας χωρίς HT θα αναγκαστεί να παραμείνει σε αδράνεια. Η παρουσία του HT σάς επιτρέπει να αλλάζετε γρήγορα τους ελεύθερους κόμβους εκτέλεσης σε άλλη αρχιτεκτονική κατάσταση (καθώς είναι διπλότυπο) και να εκτελέσετε τις οδηγίες του. Αυτή είναι μια ειδική περίπτωση μιας τεχνικής που ονομάζεται απόκρυψη λανθάνοντος χρόνου, όταν μια μακρά λειτουργία, κατά την οποία οι χρήσιμοι πόροι είναι αδρανείς, καλύπτεται από την παράλληλη εκτέλεση άλλων εργασιών. Εάν η εφαρμογή έχει ήδη υψηλό βαθμό αξιοποίησης των πόρων του πυρήνα, η παρουσία υπερνημάτων δεν θα επιτρέψει την επιτάχυνση - εδώ χρειάζονται «ειλικρινείς» πυρήνες.

Τυπικά σενάρια για εφαρμογές επιτραπέζιου υπολογιστή και διακομιστή που έχουν σχεδιαστεί για αρχιτεκτονικές μηχανών γενικής χρήσης έχουν τη δυνατότητα για παραλληλισμό που υλοποιείται με χρήση HT. Ωστόσο, αυτό το δυναμικό εξαντλείται γρήγορα. Ίσως για αυτόν τον λόγο, σε όλους σχεδόν τους επεξεργαστές IA-32 ο αριθμός των υπερνημάτων υλικού δεν υπερβαίνει τα δύο. Σε τυπικά σενάρια, το κέρδος από τη χρήση τριών ή περισσότερων υπερνημάτων θα ήταν μικρό, αλλά η απώλεια στο μέγεθος της μήτρας, στην κατανάλωση ενέργειας και στο κόστος της είναι σημαντική.

Μια διαφορετική κατάσταση παρατηρείται σε τυπικές εργασίες που εκτελούνται σε επιταχυντές βίντεο. Επομένως, αυτές οι αρχιτεκτονικές χαρακτηρίζονται από τη χρήση τεχνολογίας SMT με μεγαλύτερο αριθμό νημάτων. Δεδομένου ότι οι συνεπεξεργαστές Intel® Xeon Phi (που εισήχθησαν το 2010) είναι ιδεολογικά και γενεαλογικά αρκετά κοντά στις κάρτες γραφικών, μπορεί να έχουν τέσσερις Hyperthreading σε κάθε πυρήνα - μια διαμόρφωση μοναδική για το IA-32.

Λογικός επεξεργαστής

Από τα τρία περιγραφόμενα «επίπεδα» παραλληλισμού (επεξεργαστές, πυρήνες, υπερνήματα), μερικά ή ακόμα και όλα μπορεί να λείπουν σε ένα συγκεκριμένο σύστημα. Αυτό επηρεάζεται από τις ρυθμίσεις του BIOS (πολλών πυρήνων και πολλαπλών νημάτων απενεργοποιούνται ανεξάρτητα), χαρακτηριστικά μικροαρχιτεκτονικής (για παράδειγμα, το HT απουσίαζε από το Intel® Core™ Duo, αλλά επανήλθε με την κυκλοφορία του Nehalem) και τα συμβάντα συστήματος (πολλαπλών οι διακομιστές επεξεργαστών μπορούν να τερματίσουν τους αποτυχημένους επεξεργαστές εάν εντοπιστούν σφάλματα και να συνεχίσουν να "πετούν" στους υπόλοιπους). Πώς είναι ορατός αυτός ο ζωολογικός κήπος πολλαπλών επιπέδων συγχρονισμού στο λειτουργικό σύστημα και, τελικά, στις εφαρμογές εφαρμογών;

Επιπλέον, για ευκολία, υποδηλώνουμε τον αριθμό των επεξεργαστών, των πυρήνων και των νημάτων σε ένα συγκεκριμένο σύστημα με τρεις ( Χ, y, z), Οπου Χείναι ο αριθμός των επεξεργαστών, y- τον αριθμό των πυρήνων σε κάθε επεξεργαστή και z- αριθμός υπερνημάτων σε κάθε πυρήνα. Από εδώ και πέρα ​​θα το ονομάζω τρία τοπολογία- ένας καθιερωμένος όρος που ελάχιστη σχέση έχει με τον κλάδο των μαθηματικών. Δουλειά Π = xyzκαθορίζει τον αριθμό των οντοτήτων που καλούνται λογικούς επεξεργαστέςσυστήματα. Καθορίζει τον συνολικό αριθμό των ανεξάρτητων πλαισίων των διαδικασιών εφαρμογής σε ένα σύστημα κοινής μνήμης, που εκτελούνται παράλληλα, που το λειτουργικό σύστημα αναγκάζεται να λάβει υπόψη. Λέω "αναγκαστική" γιατί δεν μπορεί να ελέγξει τη σειρά εκτέλεσης δύο διεργασιών σε διαφορετικούς λογικούς επεξεργαστές. Αυτό ισχύει και για τα υπερνήματα: αν και εκτελούνται «διαδοχικά» στον ίδιο πυρήνα, η συγκεκριμένη σειρά υπαγορεύεται από το υλικό και δεν μπορεί να παρατηρηθεί ή να ελεγχθεί από προγράμματα.

Τις περισσότερες φορές, το λειτουργικό σύστημα κρύβει από τις τελικές εφαρμογές τα χαρακτηριστικά της φυσικής τοπολογίας του συστήματος στο οποίο εκτελείται. Για παράδειγμα, οι ακόλουθες τρεις τοπολογίες: (2, 1, 1), (1, 2, 1) και (1, 1, 2) - το λειτουργικό σύστημα θα αντιπροσωπεύει δύο λογικούς επεξεργαστές, αν και ο πρώτος από αυτούς έχει δύο επεξεργαστές, τον δεύτερο - δύο πυρήνες, και το τρίτο - μόνο δύο νήματα.

Η Διαχείριση εργασιών των Windows εμφανίζει 8 λογικούς επεξεργαστές. αλλά πόσο είναι σε επεξεργαστές, πυρήνες και hyperthreads;

Το Linux top δείχνει 4 λογικούς επεξεργαστές.

Αυτό είναι αρκετά βολικό για τους δημιουργούς εφαρμογών - δεν χρειάζεται να αντιμετωπίσουν χαρακτηριστικά υλικού που συχνά δεν είναι σημαντικά για αυτούς.

Ορισμός τοπολογίας λογισμικού

Φυσικά, η αφαίρεση της τοπολογίας σε έναν ενιαίο αριθμό λογικών επεξεργαστών σε ορισμένες περιπτώσεις δημιουργεί αρκετούς λόγους για σύγχυση και παρεξηγήσεις (σε έντονες διαφωνίες στο Διαδίκτυο). Οι εφαρμογές υπολογιστών που θέλουν να αποσπάσουν τη μέγιστη απόδοση από το υλικό απαιτούν λεπτομερή έλεγχο σχετικά με το πού θα τοποθετηθούν τα νήματα τους: πιο κοντά το ένα στο άλλο σε γειτονικά υπερνήματα ή, αντίθετα, πιο μακριά σε διαφορετικούς επεξεργαστές. Η ταχύτητα επικοινωνίας μεταξύ λογικών επεξεργαστών εντός του ίδιου πυρήνα ή επεξεργαστή είναι πολύ μεγαλύτερη από την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων μεταξύ των επεξεργαστών. Η πιθανότητα ετερογένειας στην οργάνωση της μνήμης εργασίας περιπλέκει επίσης την εικόνα.

Πληροφορίες σχετικά με την τοπολογία του συστήματος στο σύνολό του, καθώς και τη θέση κάθε λογικού επεξεργαστή στο IA-32, είναι διαθέσιμες χρησιμοποιώντας την εντολή CPUID. Από την εμφάνιση των πρώτων συστημάτων πολλαπλών επεξεργαστών, το σύστημα αναγνώρισης λογικού επεξεργαστή έχει επεκταθεί αρκετές φορές. Μέχρι σήμερα, τα μέρη του περιέχονται στα φύλλα 1, 4 και 11 του CPUID. Ποιο φύλλο θα δείτε μπορεί να προσδιοριστεί από το ακόλουθο διάγραμμα ροής που λαμβάνεται από το άρθρο:

Δεν θα σας κουράσω εδώ με όλες τις λεπτομέρειες των επιμέρους τμημάτων αυτού του αλγορίθμου. Εάν υπάρχει ενδιαφέρον, το επόμενο μέρος αυτού του άρθρου μπορεί να αφιερωθεί σε αυτό. Θα παραπέμψω τον ενδιαφερόμενο αναγνώστη, ο οποίος εξετάζει αυτό το θέμα όσο το δυνατόν λεπτομερέστερα. Εδώ θα περιγράψω αρχικά εν συντομία τι είναι το APIC και πώς σχετίζεται με την τοπολογία. Στη συνέχεια θα εξετάσουμε την εργασία με το φύλλο 0xB (έντεκα σε δεκαδικό), το οποίο αυτή τη στιγμή είναι η τελευταία λέξη στο "apico-building".

Αναγνωριστικό APIC

Το τοπικό APIC (προηγμένος προγραμματιζόμενος ελεγκτής διακοπών) είναι μια συσκευή (τώρα μέρος του επεξεργαστή) που είναι υπεύθυνη για το χειρισμό των διακοπών που έρχονται σε έναν συγκεκριμένο λογικό επεξεργαστή. Κάθε λογικός επεξεργαστής έχει το δικό του APIC. Και καθένα από αυτά στο σύστημα πρέπει να έχει μια μοναδική τιμή APIC ID. Αυτός ο αριθμός χρησιμοποιείται από τους ελεγκτές διακοπών για διευθυνσιοδότηση κατά την παράδοση μηνυμάτων και από όλους τους άλλους (για παράδειγμα, το λειτουργικό σύστημα) για την αναγνώριση λογικών επεξεργαστών. Οι προδιαγραφές για αυτόν τον ελεγκτή διακοπής έχουν εξελιχθεί από το Intel 8259 PIC έως το Dual PIC, το APIC και το xAPIC σε x2APIC.

Επί του παρόντος, το πλάτος του αριθμού που είναι αποθηκευμένο στο APIC ID έχει φτάσει τα πλήρη 32 bit, αν και στο παρελθόν περιοριζόταν σε 16, και ακόμη νωρίτερα - μόνο 8 bit. Σήμερα, τα υπολείμματα των παλιών ημερών είναι διάσπαρτα σε όλο το CPUID, αλλά το CPUID.0xB.EDX επιστρέφει και τα 32 bit του APIC ID. Σε κάθε λογικό επεξεργαστή που εκτελεί ανεξάρτητα την εντολή CPUID, θα επιστραφεί διαφορετική τιμή.

Ανακάλυψη οικογενειακών δεσμών

Η ίδια η τιμή APIC ID δεν σας λέει τίποτα για την τοπολογία. Για να μάθετε ποιοι δύο λογικοί επεξεργαστές βρίσκονται μέσα σε έναν φυσικό επεξεργαστή (δηλαδή, είναι υπερνήματα "αδελφοί"), ποιοι δύο βρίσκονται στον ίδιο επεξεργαστή και ποιοι είναι εντελώς διαφορετικοί επεξεργαστές, πρέπει να συγκρίνετε τις τιμές APIC ID τους. Ανάλογα με τον βαθμό σχέσης, μερικά από τα κομμάτια τους θα συμπίπτουν. Αυτές οι πληροφορίες περιέχονται σε υπολίστες CPUID.0xB, οι οποίες κωδικοποιούνται με τελεστές σε ECX. Κάθε ένα από αυτά περιγράφει τη θέση του πεδίου bit ενός από τα επίπεδα τοπολογίας στο EAX (ακριβέστερα, τον αριθμό των bit που πρέπει να μετακινηθούν προς τα δεξιά στο APIC ID για να αφαιρεθούν τα χαμηλότερα επίπεδα τοπολογίας), καθώς και το τύπος αυτού του επιπέδου - υπερνήμα, πυρήνας ή επεξεργαστής - στο ECX.

Οι λογικοί επεξεργαστές που βρίσκονται μέσα στον ίδιο πυρήνα θα έχουν τα ίδια bit APIC ID, εκτός από αυτά που ανήκουν στο πεδίο SMT. Για λογικούς επεξεργαστές που βρίσκονται στον ίδιο επεξεργαστή, όλα τα bit εκτός από τα πεδία Core και SMT. Δεδομένου ότι ο αριθμός των υποφύλλων για το CPUID.0xB μπορεί να αυξηθεί, αυτό το σχήμα θα μας επιτρέψει να υποστηρίξουμε την περιγραφή τοπολογιών με μεγαλύτερο αριθμό επιπέδων, εάν προκύψει ανάγκη στο μέλλον. Επιπλέον, θα είναι δυνατή η εισαγωγή ενδιάμεσων επιπέδων μεταξύ των υφιστάμενων.

Μια σημαντική συνέπεια της οργάνωσης αυτού του σχήματος είναι ότι μπορεί να υπάρχουν «τρύπες» στο σύνολο όλων των αναγνωριστικών APIC όλων των λογικών επεξεργαστών στο σύστημα, δηλ. δεν θα πάνε διαδοχικά. Για παράδειγμα, σε έναν επεξεργαστή πολλαπλών πυρήνων με απενεργοποιημένο το HT, όλα τα αναγνωριστικά APIC μπορεί να αποδειχθούν ζυγά, καθώς το λιγότερο σημαντικό bit που είναι υπεύθυνο για την κωδικοποίηση του αριθμού υπερνήματος θα είναι πάντα μηδέν.

Σημειώνω ότι το CPUID.0xB δεν είναι η μόνη πηγή πληροφοριών σχετικά με τους λογικούς επεξεργαστές που είναι διαθέσιμοι στο λειτουργικό σύστημα. Μια λίστα με όλους τους διαθέσιμους επεξεργαστές, μαζί με τις τιμές APIC ID τους, κωδικοποιείται στον πίνακα MADT ACPI.

Λειτουργικά συστήματα και τοπολογία

Τα λειτουργικά συστήματα παρέχουν πληροφορίες σχετικά με την τοπολογία των λογικών επεξεργαστών σε εφαρμογές που χρησιμοποιούν τις δικές τους διεπαφές.

Στο Linux, οι πληροφορίες τοπολογίας περιέχονται στο ψευδαρχείο /proc/cpuinfo καθώς και στην έξοδο της εντολής dmidecode. Στο παρακάτω παράδειγμα, φιλτράρω τα περιεχόμενα του cpuinfo σε κάποιο τετραπύρηνο σύστημα χωρίς HT, αφήνοντας μόνο καταχωρήσεις που σχετίζονται με την τοπολογία:

Κρυφό κείμενο

ggg@shadowbox:~$ cat /proc/cpuinfo |grep "processor\|physical\ id\|siblings\|core\|cores\|apicid" Επεξεργαστής: 0 φυσικό αναγνωριστικό: 0 αδέρφια: 4 core id: 0 πυρήνες cpu: 2 apicid: 0 αρχικό apicid: 0 επεξεργαστής: 1 φυσικό αναγνωριστικό: 0 αδέρφια: 4 core id: 0 πυρήνες cpu: 2 apicid: 1 αρχικό apicid: 1 επεξεργαστής: 2 φυσικό αναγνωριστικό: 0 αδέρφια: 4 core id: 1 πυρήνες cpu: 2 apicid: 2 αρχικό apicid: 2 επεξεργαστής: 3 φυσικό id: 0 αδέρφια: 4 πυρήνα id: 1 πυρήνες cpu: 2 apicid: 3 αρχικό apicid: 3

Στο FreeBSD, η τοπολογία αναφέρεται μέσω του μηχανισμού sysctl στη μεταβλητή kern.sched.topology_spec ως XML:

Κρυφό κείμενο

user@host:~$ sysctl kern.sched.topology_spec kern.sched.topology_spec: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 0, 1 ομάδα THREADΟμάδα SMT 2, 3 ομάδα THREADΟμάδα SMT 4, 5 ομάδα THREADΟμάδα SMT 6, 7 ομάδα THREADΟμάδα SMT

Στα MS Windows 8, οι πληροφορίες τοπολογίας μπορούν να προβληθούν στη Διαχείριση εργασιών.

Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ τετραπύρηνων και οκταπύρηνων επεξεργαστών smartphone; Η εξήγηση είναι αρκετά απλή. Τα τσιπ οκτώ πυρήνων έχουν διπλάσιο αριθμό πυρήνων επεξεργαστή από τα τετραπύρηνα τσιπ. Εκ πρώτης όψεως, ένας επεξεργαστής οκτώ πυρήνων φαίνεται δύο φορές πιο ισχυρός, σωστά; Στην πραγματικότητα δεν συμβαίνει κάτι τέτοιο. Για να καταλάβετε γιατί ένας επεξεργαστής οκτώ πυρήνων δεν διπλασιάζει την απόδοση ενός smartphone, απαιτείται κάποια εξήγηση. έχει ήδη φτάσει. Οι επεξεργαστές οκτώ πυρήνων, τους οποίους μόλις πρόσφατα θα μπορούσαμε να ονειρευόμαστε, γίνονται όλο και πιο διαδεδομένοι. Αλλά αποδεικνύεται ότι το καθήκον τους δεν είναι να αυξήσουν την απόδοση της συσκευής.

Επεξεργαστές τετραπλού και οκτώ πυρήνων. Εκτέλεση

Οι ίδιοι οι όροι "octa-core" και "quad-core" αντικατοπτρίζουν τον αριθμό των πυρήνων της CPU.

Αλλά η βασική διαφορά μεταξύ αυτών των δύο τύπων επεξεργαστών —τουλάχιστον από το 2015—είναι ο τρόπος εγκατάστασης των πυρήνων του επεξεργαστή.

Με έναν τετραπύρηνο επεξεργαστή, όλοι οι πυρήνες μπορούν να λειτουργούν ταυτόχρονα για να επιτρέψουν γρήγορη και ευέλικτη λειτουργία πολλαπλών εργασιών, πιο ομαλό 3D gaming, ταχύτερη απόδοση της κάμερας και πολλά άλλα.

Τα σύγχρονα τσιπ οκτώ πυρήνων, με τη σειρά τους, αποτελούνται απλώς από δύο τετραπύρηνους επεξεργαστές που κατανέμουν διαφορετικές εργασίες μεταξύ τους ανάλογα με τον τύπο τους. Τις περισσότερες φορές, ένα τσιπ οκτώ πυρήνων περιέχει ένα σύνολο τεσσάρων πυρήνων με χαμηλότερη ταχύτητα ρολογιού από το δεύτερο σετ. Όταν πρέπει να ολοκληρωθεί μια σύνθετη εργασία, φυσικά την αναλαμβάνει ο ταχύτερος επεξεργαστής.

Ένας πιο ακριβής όρος από τον "οκταπύρηνο" θα ήταν "διπλός τετραπύρηνος". Αλλά δεν ακούγεται τόσο ωραίο και δεν είναι κατάλληλο για σκοπούς μάρκετινγκ. Γι' αυτό αυτοί οι επεξεργαστές ονομάζονται οκταπύρηνες.

Γιατί χρειαζόμαστε δύο σετ πυρήνων επεξεργαστή;

Ποιος είναι ο λόγος για τον συνδυασμό δύο σετ πυρήνων επεξεργαστή, μεταβιβάζοντας εργασίες ο ένας στον άλλο, σε μια συσκευή; Για να διασφαλιστεί η ενεργειακή απόδοση.

Μια πιο ισχυρή CPU καταναλώνει περισσότερη ενέργεια και η μπαταρία πρέπει να φορτίζεται πιο συχνά. Και οι μπαταρίες είναι πολύ πιο αδύναμος κρίκος σε ένα smartphone από τους επεξεργαστές. Ως αποτέλεσμα, όσο πιο ισχυρός είναι ο επεξεργαστής smartphone, τόσο πιο μεγάλη μπαταρία χρειάζεται.

Ωστόσο, για τις περισσότερες εργασίες smartphone δεν θα χρειαστείτε τόσο υψηλή υπολογιστική απόδοση που μπορεί να προσφέρει ένας σύγχρονος επεξεργαστής. Η πλοήγηση μεταξύ των αρχικών οθονών, ο έλεγχος μηνυμάτων, ακόμη και η πλοήγηση στο web είναι εργασίες που απαιτούν λιγότερους επεξεργαστές.

Αλλά το βίντεο HD, τα παιχνίδια και η εργασία με φωτογραφίες είναι τέτοιες εργασίες. Επομένως, οι επεξεργαστές οκτώ πυρήνων είναι αρκετά πρακτικοί, αν και αυτή η λύση δύσκολα μπορεί να ονομαστεί κομψή. Ένας πιο αδύναμος επεξεργαστής χειρίζεται εργασίες που απαιτούν λιγότερους πόρους. Πιο ισχυρό - μεγαλύτερη ένταση πόρων. Ως αποτέλεσμα, η συνολική κατανάλωση ενέργειας μειώνεται σε σύγκριση με την κατάσταση όταν μόνο ένας επεξεργαστής με υψηλή συχνότητα ρολογιού θα χειριζόταν όλες τις εργασίες. Έτσι, ο διπλός επεξεργαστής λύνει πρωτίστως το πρόβλημα της αύξησης της ενεργειακής απόδοσης και όχι της απόδοσης.

Τεχνολογικά χαρακτηριστικά

Όλοι οι σύγχρονοι επεξεργαστές οκτώ πυρήνων βασίζονται στην αρχιτεκτονική ARM, το λεγόμενο big.LITTLE.

Αυτή η αρχιτεκτονική big.LITTLE οκτώ πυρήνων ανακοινώθηκε τον Οκτώβριο του 2011 και επέτρεψε σε τέσσερις πυρήνες Cortex-A7 χαμηλής απόδοσης να λειτουργούν σε συνδυασμό με τέσσερις πυρήνες Cortex-A15 υψηλής απόδοσης. Έκτοτε, η ARM επαναλαμβάνει αυτήν την προσέγγιση κάθε χρόνο, προσφέροντας πιο ικανά τσιπ και για τα δύο σετ πυρήνων επεξεργαστή στο τσιπ οκτώ πυρήνων.

Ορισμένοι από τους σημαντικότερους κατασκευαστές τσιπ κινητών συσκευών εστιάζουν τις προσπάθειές τους σε αυτό το μεγάλο παράδειγμα «οκταπύρηνων». Ένα από τα πρώτα και πιο αξιοσημείωτα ήταν το τσιπ της Samsung, το περίφημο Exynos. Το οκταπύρηνο μοντέλο του έχει χρησιμοποιηθεί από το Samsung Galaxy S4, τουλάχιστον σε ορισμένες εκδόσεις των συσκευών της εταιρείας.

Πιο πρόσφατα, η Qualcomm άρχισε επίσης να χρησιμοποιεί το big.LITTLE στα οκταπύρηνα τσιπ CPU Snapdragon 810. Σε αυτόν τον επεξεργαστή βασίζονται τόσο γνωστά νέα προϊόντα στην αγορά των smartphone, όπως το G Flex 2, που έγινε LG.

Στις αρχές του 2015, η NVIDIA παρουσίασε τον Tegra X1, έναν νέο υπερισχυρό επεξεργαστή για κινητά που σκοπεύει η εταιρεία για υπολογιστές αυτοκινήτων. Το κύριο χαρακτηριστικό του X1 είναι η απαιτητική GPU της κονσόλας, η οποία βασίζεται επίσης στην αρχιτεκτονική big.LITTLE. Δηλαδή θα γίνει και οκταπύρηνος.

Υπάρχει μεγάλη διαφορά για τον μέσο χρήστη;

Υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ ενός τετραπύρηνου και ενός οκταπύρηνου επεξεργαστή smartphone για τον μέσο χρήστη; Όχι, στην πραγματικότητα είναι πολύ μικρό, λέει ο Jon Mandi.

Ο όρος "octa-core" είναι κάπως μπερδεμένος, αλλά στην πραγματικότητα σημαίνει διπλασιασμό τετραπύρηνων επεξεργαστών. Το αποτέλεσμα είναι δύο σετ τετραπύρηνων που λειτουργούν ανεξάρτητα, σε συνδυασμό με ένα τσιπ για βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης.

Χρειάζεται επεξεργαστής οκτώ πυρήνων σε κάθε σύγχρονο smartphone; Δεν υπάρχει τέτοια ανάγκη, πιστεύει ο Jon Mundy και αναφέρει το παράδειγμα της Apple, η οποία εξασφαλίζει αξιοπρεπή ενεργειακή απόδοση των iPhone της μόνο με έναν επεξεργαστή διπλού πυρήνα.

Έτσι, η αρχιτεκτονική ARM big.LITTLE οκτώ πυρήνων είναι μια από τις πιθανές λύσεις σε ένα από τα πιο σημαντικά ζητήματα που αφορούν τα smartphone - τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Σύμφωνα με τον John Mundy, μόλις βρεθεί άλλη λύση σε αυτό το πρόβλημα, η τάση εγκατάστασης δύο τετραπύρηνων σετ σε ένα τσιπ και παρόμοιων λύσεων θα σταματήσει.

Γνωρίζετε άλλα πλεονεκτήματα των οκταπύρηνων επεξεργαστών smartphone;

Όταν αγοράζετε ένα νέο φορητό υπολογιστή ή κατασκευάζετε έναν υπολογιστή, ο επεξεργαστής είναι η πιο σημαντική απόφαση. Αλλά υπάρχει πολλή ορολογία, ειδικά όσον αφορά τους πυρήνες. Ποιον επεξεργαστή να επιλέξετε: διπλού πυρήνα, τετραπύρηνου, εξαπύρηνου ή οκτώ πυρήνων. Διαβάστε το άρθρο για να καταλάβετε τι πραγματικά σημαίνει αυτό.

Διπύρηνο ή τετραπύρηνο, όσο το δυνατόν πιο απλό

Ας το κρατήσουμε απλό. Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε:

• Υπάρχει μόνο ένα τσιπ επεξεργαστή. Αυτό το τσιπ μπορεί να έχει έναν, δύο, τέσσερις, έξι ή οκτώ πυρήνες.
• Επί του παρόντος, ένας επεξεργαστής 18 πυρήνων είναι ό,τι καλύτερο μπορείτε να αποκτήσετε σε υπολογιστές καταναλωτών.
• Κάθε «πυρήνας» είναι το μέρος του τσιπ που κάνει την επεξεργασία. Ουσιαστικά, κάθε πυρήνας είναι μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU).

Ταχύτητα

Τώρα η απλή λογική υπαγορεύει ότι περισσότεροι πυρήνες θα κάνουν τον επεξεργαστή σας πιο γρήγορο συνολικά. Δεν είναι όμως πάντα έτσι. Είναι λίγο πιο περίπλοκο.

Περισσότεροι πυρήνες δίνουν μεγαλύτερη ταχύτητα μόνο εάν ένα πρόγραμμα μπορεί να μοιράσει τις εργασίες του μεταξύ των πυρήνων. Δεν είναι όλα τα προγράμματα σχεδιασμένα για να μοιράζουν εργασίες μεταξύ πυρήνων. Περισσότερα για αυτό αργότερα.

Η ταχύτητα ρολογιού κάθε πυρήνα είναι επίσης καθοριστικός παράγοντας στην ταχύτητα, όπως και η αρχιτεκτονική. Ένας νεότερος επεξεργαστής διπλού πυρήνα με υψηλότερη ταχύτητα ρολογιού συχνά υπερέχει από έναν παλαιότερο επεξεργαστή τετραπύρηνων με χαμηλότερη ταχύτητα ρολογιού.

Κατανάλωση ενέργειας

Περισσότεροι πυρήνες έχουν επίσης ως αποτέλεσμα υψηλότερη κατανάλωση ενέργειας της CPU. Όταν ο επεξεργαστής είναι ενεργοποιημένος, τροφοδοτεί όλους τους πυρήνες, όχι μόνο αυτούς που εμπλέκονται.

Οι κατασκευαστές τσιπ προσπαθούν να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας και να κάνουν τους επεξεργαστές πιο ενεργειακά αποδοτικούς. Ωστόσο, ο γενικός κανόνας είναι ότι ένας τετραπύρηνος επεξεργαστής θα εξαντλήσει περισσότερη ισχύ από τον φορητό υπολογιστή σας από έναν επεξεργαστή διπλού πυρήνα (και επομένως θα αδειάσει την μπαταρία πιο γρήγορα).

Απελευθέρωση θερμότητας

Κάθε πυρήνας επηρεάζει τη θερμότητα που παράγεται από τον επεξεργαστή. Και πάλι, κατά γενικό κανόνα, περισσότεροι πυρήνες οδηγούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες.

Λόγω αυτής της επιπλέον θερμότητας, οι κατασκευαστές πρέπει να προσθέσουν καλύτερα καλοριφέρ ή άλλες λύσεις ψύξης.

Τιμή

Περισσότεροι πυρήνες δεν είναι πάντα υψηλότερη τιμή. Όπως είπαμε νωρίτερα, η ταχύτητα του ρολογιού, οι αρχιτεκτονικές εκδόσεις και άλλα ζητήματα μπαίνουν στο παιχνίδι.

Αλλά αν όλοι οι άλλοι παράγοντες είναι ίσοι, τότε περισσότεροι πυρήνες θα έχουν υψηλότερη τιμή.

Όλα για το λογισμικό

Εδώ είναι ένα μικρό μυστικό που οι κατασκευαστές επεξεργαστών δεν θέλουν να γνωρίζετε. Το θέμα δεν είναι πόσους πυρήνες χρησιμοποιείτε, αλλά τι λογισμικό τρέχετε σε αυτούς.

Τα προγράμματα πρέπει να είναι ειδικά σχεδιασμένα για να αξιοποιούν πολλαπλούς επεξεργαστές. Αυτό το είδος "λογισμικού πολλαπλών νημάτων" δεν είναι τόσο συνηθισμένο όσο νομίζετε.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ακόμα κι αν πρόκειται για πρόγραμμα πολλαπλών νημάτων, είναι επίσης σημαντικό το για το οποίο χρησιμοποιείται. Για παράδειγμα, το πρόγραμμα περιήγησης Google Chrome υποστηρίζει πολλαπλές διαδικασίες, καθώς και το λογισμικό επεξεργασίας βίντεο Adobe Premier Pro.

Το Adobe Premier Pro προσφέρει διαφορετικούς κινητήρες για να εργαστούν σε διαφορετικές πτυχές της επεξεργασίας σας. Δεδομένων των πολλών επιπέδων που εμπλέκονται στην επεξεργασία βίντεο, αυτό είναι λογικό καθώς κάθε πυρήνας μπορεί να λειτουργήσει σε διαφορετική εργασία.

Ομοίως, το Google Chrome προσφέρει διαφορετικούς πυρήνες για εκτέλεση σε διαφορετικές καρτέλες. Εκεί όμως βρίσκεται το πρόβλημα. Μόλις ανοίξετε μια ιστοσελίδα σε μια καρτέλα, είναι συνήθως στατική μετά από αυτό. Δεν απαιτείται περαιτέρω επεξεργασία. η υπόλοιπη δουλειά είναι η αποθήκευση της σελίδας στη μνήμη RAM. Αυτό σημαίνει ότι παρόλο που ο πυρήνας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διάταξη του φόντου, δεν είναι απαραίτητο.

Αυτό το παράδειγμα του Google Chrome παρέχει μια απεικόνιση του πώς ακόμη και το λογισμικό πολλαπλών νημάτων μπορεί να μην σας προσφέρει μεγάλη πραγματική ώθηση απόδοσης.

Δύο πυρήνες δεν διπλασιάζουν την ταχύτητα

Ας υποθέσουμε λοιπόν ότι έχετε το σωστό λογισμικό και όλο το άλλο υλικό σας είναι το ίδιο. Ένας τετραπύρηνος επεξεργαστής θα είναι διπλάσιος από έναν επεξεργαστή διπλού πυρήνα; Οχι.

Η αύξηση των πυρήνων δεν αντιμετωπίζει το ζήτημα της κλίμακας λογισμικού. Η κλιμάκωση σε πυρήνες είναι η θεωρητική ικανότητα οποιουδήποτε λογισμικού να αναθέτει τις σωστές εργασίες στους σωστούς πυρήνες, έτσι ώστε κάθε πυρήνας να υπολογίζει με τη βέλτιστη ταχύτητά του. Δεν συμβαίνει αυτό στην πραγματικότητα.

Στην πραγματικότητα, οι εργασίες χωρίζονται διαδοχικά (όπως κάνουν τα περισσότερα προγράμματα πολλαπλών νημάτων) ή τυχαία. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι πρέπει να ολοκληρώσετε τρεις εργασίες για να ολοκληρώσετε μια δραστηριότητα και έχετε πέντε τέτοιες δραστηριότητες. Το λογισμικό λέει στον πυρήνα 1 να λύσει το πρόβλημα 1, ενώ ο πυρήνας 2 λύνει το δεύτερο, ο πυρήνας 3 λύνει το τρίτο. Εν τω μεταξύ, ο πυρήνας 4 είναι αδρανής.

Εάν η τρίτη εργασία είναι η πιο δύσκολη και μεγαλύτερη, τότε θα ήταν λογικό για το λογισμικό να χωρίσει την τρίτη εργασία μεταξύ των πυρήνων 3 και 4. Αλλά δεν είναι αυτό που κάνει. Αντίθετα, αν και οι πυρήνες 1 και 2 θα ολοκληρώσουν την εργασία πιο γρήγορα, η ενέργεια θα πρέπει να περιμένει να ολοκληρωθεί ο πυρήνας 3 και στη συνέχεια να υπολογίσει τα αποτελέσματα των πυρήνων 1, 2 και 3 μαζί.

Αυτός είναι ένας κυκλικός τρόπος να πούμε ότι το λογισμικό, όπως είναι σήμερα, δεν είναι βελτιστοποιημένο για να εκμεταλλεύεται πλήρως τους πολλαπλούς πυρήνες. Και ο διπλασιασμός των πυρήνων δεν ισοδυναμεί με διπλασιασμό της ταχύτητας.

Πού θα βοηθήσουν πραγματικά περισσότεροι πυρήνες;

Τώρα που ξέρετε τι κάνουν οι πυρήνες και τους περιορισμούς απόδοσής τους, θα πρέπει να αναρωτηθείτε: "Χρειάζομαι περισσότερους πυρήνες;" Λοιπόν, εξαρτάται από το τι σκοπεύετε να κάνετε με αυτούς.

Εάν παίζετε συχνά παιχνίδια υπολογιστή, τότε περισσότεροι πυρήνες στον υπολογιστή σας θα σας φανούν αναμφίβολα χρήσιμοι. Η συντριπτική πλειοψηφία των νέων δημοφιλών παιχνιδιών από μεγάλα στούντιο υποστηρίζει αρχιτεκτονική πολλαπλών νημάτων. Τα βιντεοπαιχνίδια εξακολουθούν να εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το είδος της κάρτας γραφικών που διαθέτετε, αλλά ένας πολυπύρηνος επεξεργαστής βοηθά επίσης.

Κάθε επαγγελματίας που εργάζεται με προγράμματα βίντεο ή ήχου θα επωφεληθεί από περισσότερους πυρήνες. Τα πιο δημοφιλή εργαλεία επεξεργασίας ήχου και βίντεο χρησιμοποιούν επεξεργασία πολλαπλών νημάτων.

Photoshop και σχέδιο

Εάν είστε σχεδιαστής, τότε υψηλότερες ταχύτητες ρολογιού και περισσότερη κρυφή μνήμη CPU θα αυξήσουν την ταχύτητα καλύτερα από περισσότερους πυρήνες. Ακόμη και το πιο δημοφιλές λογισμικό σχεδίασης, το Adobe Photoshop, υποστηρίζει σε μεγάλο βαθμό διεργασίες με ένα ή ελαφρώς νήμα. Πολλοί πυρήνες δεν θα αποτελέσουν σημαντικό κίνητρο για αυτό.

Ταχύτερη περιήγηση στο web

Όπως έχουμε ήδη πει, το να έχεις περισσότερους πυρήνες δεν σημαίνει ταχύτερη περιήγηση στο web. Ενώ όλα τα σύγχρονα προγράμματα περιήγησης υποστηρίζουν αρχιτεκτονική πολλαπλών διεργασιών, οι πυρήνες θα βοηθήσουν μόνο εάν οι καρτέλες φόντου σας είναι ιστότοποι που απαιτούν μεγάλη επεξεργαστική ισχύ.

Εργασίες γραφείου

Όλες οι βασικές εφαρμογές του Office είναι μονού νήματος, επομένως ένας τετραπύρηνος επεξεργαστής δεν προσθέτει ταχύτητα.

Χρειάζεστε περισσότερους πυρήνες;

Γενικά, ένας τετραπύρηνος επεξεργαστής θα έχει ταχύτερη απόδοση από έναν επεξεργαστή διπλού πυρήνα για γενικούς υπολογιστές. Κάθε πρόγραμμα που ανοίγετε θα τρέχει στον δικό του πυρήνα, οπότε αν διαχωριστούν οι εργασίες οι ταχύτητες θα είναι καλύτερες. Εάν χρησιμοποιείτε πολλά προγράμματα ταυτόχρονα, αλλάζετε συχνά μεταξύ τους και τους αναθέτετε τις δικές τους εργασίες, επιλέξτε έναν επεξεργαστή με μεγάλο αριθμό πυρήνων.

Απλά να ξέρεις αυτό:Η συνολική απόδοση του συστήματος είναι ένας τομέας όπου υπάρχουν πάρα πολλοί παράγοντες. Μην περιμένετε μια μαγική ενίσχυση της απόδοσης αντικαθιστώντας μόνο ένα εξάρτημα, ακόμα και τον επεξεργαστή.

Το άρθρο ενημερώνεται συνεχώς. Τελευταία ενημέρωση 10/10/2013

Αυτή τη στιγμή, η αγορά των επεξεργαστών αναπτύσσεται τόσο δυναμικά που είναι απλά αδύνατο να συμβαδίσει κανείς με όλα τα νέα προϊόντα και να παρακολουθήσει την πρόοδο.
Αλλά δεν το χρειαζόμαστε πραγματικά αυτό.
Για να αγοράσουμε έναν επεξεργαστή, αρκεί να γνωρίζουμε σε τι θα χρειαστεί ο υπολογιστής, ποιες εργασίες θα εκτελέσει και πόσα χρήματα είμαστε διατεθειμένοι να ξοδέψουμε.

Σήμερα, οι άξιοι ηγέτες της αγοράς επεξεργαστών είναι δύο μεγαλύτερες εταιρείες IntelΚαι AMD.
Προσφέρουν την ευρύτερη ποικιλία μοντέλων σε οποιαδήποτε κατηγορία τιμής. Και μια τέτοια επιλογή επεξεργαστών μου κάνει τα μάτια ορθάνοιχτα.
Και θα προσπαθήσουμε να σας βοηθήσουμε να το καταλάβετε, ώστε να μπορείτε να επιλέξετε και να αγοράσετε έναν παραγωγικό επεξεργαστή με λογικά χρήματα.

Ας ξεκινήσουμε με το γεγονός ότι οι κύριοι δείκτες απόδοσης του επεξεργαστή είναι:

1) Αρχιτεκτονική επεξεργαστή. Εξάλλου, η νέα αρχιτεκτονική θα είναι πάντα πιο παραγωγική από την προηγούμενη (παρά την ίδια συχνότητα).
2) Συχνότητα λειτουργίας. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα του επεξεργαστή, τόσο πιο παραγωγικός είναι.
3) μέγεθος της κρυφής μνήμης του δεύτερου και του τρίτου επιπέδου (L2 και L3).

Λοιπόν, και οι δευτερεύοντες δείκτες:
4) ;
5) τεχνολογική διαδικασία?
6) ένα σύνολο οδηγιών.
και τα λοιπά.

Αν και τώρα οι πολυμήχανοι σύμβουλοι στα καταστήματα προσπαθούν να εστιάσουν περισσότερο στον αριθμό των πυρήνων, συνδέοντας άμεσα τον αριθμό των πυρήνων με την ταχύτητα επεξεργασίας δεδομένων και την απόδοση του ίδιου του υπολογιστή.

Αριθμός πυρήνων;

Σήμερα, επεξεργαστές οκτώ, έξι, τεσσάρων, διπλού και μονοπύρηνου από AMD, καθώς και έξι, τεσσάρων, δύο, μονοπύρηνων από INTEL.
Αλλά για τα σημερινά προγράμματα και τις ανάγκες του οικιακού παίκτη, αρκεί ένας επεξεργαστής διπλού ή τετραπύρηνου που λειτουργεί σε υψηλή συχνότητα.
Ένας επεξεργαστής με μεγάλο αριθμό πυρήνων (6-8) θα χρειαστεί μόνο για προγράμματα κωδικοποίησης περιεχομένου βίντεο και ήχου, απόδοσης εικόνας και αρχειοθέτησης.

Προς το παρόν, η βελτιστοποίηση στη βιομηχανία τυχερών παιχνιδιών επικεντρώνεται κυρίως σε επεξεργαστές διπλού πυρήνα μόνο το νεότερο λογισμικό και τα παιχνίδια θα αναπτυχθούν για υπολογιστές πολλαπλών νημάτων. Έτσι, εάν αγοράζετε έναν επεξεργαστή για παιχνίδια, ένας επεξεργαστής διπλού πυρήνα υψηλής συχνότητας θα είναι ταχύτερος από έναν επεξεργαστή τριών ή τεσσάρων πυρήνων χαμηλής συχνότητας.

Προσοχή! Δεν έχετε άδεια προβολής κρυφού κειμένου.

Και αποδείχθηκε ότι προς το παρόν, οι παίκτες μπορούν να επιλέξουν έναν σύγχρονο επεξεργαστή διπλού πυρήνα, επιλέγοντας μια λύση με την κατάλληλη αναλογία απόδοσης προς τιμή.
Αξίζει να ληφθεί υπόψη ότι τα τσιπ της Intel διαθέτουν επίσης τεχνολογία HyperThreading, η οποία επιτρέπει την εκτέλεση δύο παράλληλων εργασιών σε κάθε πυρήνα. Το λειτουργικό σύστημα βλέπει τους επεξεργαστές 2 πυρήνων ως τεσσάρων πυρήνων και των 4 πυρήνων ως οκτώ πυρήνων.
Επεξεργαστές με μεγάλο αριθμό πυρήνων μπορεί να έχουν ζήτηση κυρίως σε επαγγελματικές εφαρμογές και κωδικοποίηση βίντεο.
Οκτώ/έξι πυρήνες δεν είναι ακόμη πλήρως ικανοί να φορτώσουν κανένα παιχνίδι.

Ας συνοψίσουμε λίγο για τους πυρήνες.

Για έναν υπολογιστή γραφείου, ένας επεξεργαστής διπλού πυρήνα στο χαμηλότερο εύρος τιμών θα είναι αρκετός.
Όπως το Pentium, το Celeron από την Intel ή το A4, το AthlonII X2 από την AMD.

Για έναν οικιακό υπολογιστή παιχνιδιών, μπορείτε να αγοράσετε έναν επεξεργαστή Intel διπλού πυρήνα με αυξημένη συχνότητα ή έναν τετραπύρηνο επεξεργαστή από την AMD.
Τύπος Core i3, Core i5 με συχνότητα 3 GHz Intel ή A8, A10, Phenom™ II X4 με συχνότητα 3 GHz AMD.

Λοιπόν, για έναν "φορτισμένο" σταθμό εργασίας ή ένα σύστημα παιχνιδιών υψηλής τεχνολογίας, θα χρειαστείτε έναν καλό τετραπύρηνο επεξεργαστή νέας γενιάς.
Όπως ο Core i5, ο Core i7 της Intel, καθώς οι επεξεργαστές AMD χρησιμοποιούνται πολύ σπάνια σε μηχανήματα υψηλής απόδοσης.

Διαβάζουμε για τους επεξεργαστές Core i3, Core i5 και Core i7 στο άρθρο:

Απόδοση CPU;

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, είναι σημαντικό η παράμετρος είναι η αρχιτεκτονική, στο οποίο βασίζεται/υλοποιείται ο επεξεργαστής. Όσο πιο νέα είναι η αρχιτεκτονική, τόσο πιο γρήγορα αποδίδει ο επεξεργαστής σε εφαρμογές και παιχνίδια. Δεδομένου ότι οποιαδήποτε επόμενη αρχιτεκτονική, είτε Intel είτε AMD, θα είναι πάντα πιο παραγωγική από την προηγούμενη.
Αυτή τη στιγμή, οι μεταποιητές της οικογένειας είναι σχετικοί Haswell(4η γενιά) και Ivy Bridge(3ης γενιάς), καθώς και αρχιτεκτονικές επεξεργαστών PiledriverΟικογένεια Richland, Trinity από AMD.

Επίσης Η απόδοση της CPU εξαρτάται από τη συχνότητα λειτουργίας της. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα λειτουργίας, τόσο πιο παραγωγικός είναι ο επεξεργαστής. Η τρέχουσα συχνότητα λειτουργίας των πυρήνων, αυτή τη στιγμή, είναι από 3 GHz και άνω.
Αλλά όταν συγκρίνετε επεξεργαστές AMD και INTEL με την ίδια συχνότητα ρολογιού, δεν σημαίνει ότι είναι ίσοι σε απόδοση.
Τα αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά επιτρέπουν στους επεξεργαστές INTEL να παρουσιάζουν υψηλότερη παραγωγικότητα ακόμη και σε χαμηλότερες συχνότητες από τους ανταγωνιστές τους.

Σημείωση: δεν μπορείτε απλά να προσθέσετε τη συχνότητα δύο πυρήνων. Ορίζεται ως δύο πυρήνες στα XX GHz.

Μια άλλη παράμετρος απόδοση είναι το μέγεθος, ο όγκος, η εξαιρετικά γρήγορη μνήμη cache του δεύτερου και του τρίτου επιπέδου L2 και L3.
Πρόκειται για μνήμη υψηλής πρόσβασης που έχει σχεδιαστεί για να επιταχύνει την πρόσβαση στα δεδομένα που επεξεργάζεται ο επεξεργαστής.
Όσο μεγαλύτερη είναι η κρυφή μνήμη, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση.

Σημείωση: Core 2 Duo, Core 2 Quad έχουν L2 μόνο, Core i5, Core i7 έχουν L2+L3, AMD Athlon™ II X2 επεξεργαστές έχουν L2 μόνο, Phenom™ II X4 L2+L3.

Για παλαιότερους Core 2, ο δείκτης ήταν η συχνότητα FSB του επεξεργαστή. Η συχνότητα διαύλου μέσω της οποίας ο επεξεργαστής επικοινωνεί με τη μνήμη RAM.
Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα FSB, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση του επεξεργαστή.

Σημείωση: Οι επεξεργαστές Core i3, Core i5 και Core i7 της Intel δεν διαθέτουν FSB και, όπως και οι τελευταίοι επεξεργαστές AMD, η μεταφορά δεδομένων μεταξύ της μνήμης και του επεξεργαστή πραγματοποιείται απευθείας.
Αυτή η μέθοδος μεταφοράς δεδομένων αύξησε σημαντικά την παραγωγικότητα.
Οι επεξεργαστές της οικογένειας Core i7 LGA1366 επίσης δεν διαθέτουν δίαυλο FSB, αλλά διαθέτουν δίαυλο QPI υψηλής ταχύτητας.

Τεχνολογική διαδικασία(πρότυπο σχεδίασης επεξεργαστή) καθορίζει πρωτίστως το δομικό μέγεθος των στοιχείων που απαρτίζουν τον επεξεργαστή.
Ειδικότερα, η απαγωγή θερμότητας και η κατανάλωση ισχύος των σύγχρονων επεξεργαστών εξαρτώνται από τη διαδικασία κατασκευής.
Όσο μικρότερη είναι αυτή η τιμή (τεχνολογική διαδικασία), τόσο λιγότερη θερμότητα παράγει ο επεξεργαστής και τόσο λιγότερη ενέργεια καταναλώνει.
Οι προηγούμενοι επεξεργαστές Core 2 κατασκευάζονταν χρησιμοποιώντας τεχνολογίες 45-65 nm. Τα νεότερα Haswell και Ivy Bridge Corei3, Corei5, τέταρτης και τρίτης γενιάς Core i7 στα 22 nm, Sandy Bridge® Corei3, Corei5, δεύτερης γενιάς Core i7 από την Intel και Bulldozer από την AMD κατασκευάζονται με τεχνολογία 32 nm.

Σύνολο οδηγιών- αυτό είναι ένα σύνολο κωδικών ελέγχου και μεθόδων διευθυνσιοδότησης δεδομένων αποδεκτών για τον επεξεργαστή. Το σύστημα τέτοιων εντολών είναι αυστηρά συνδεδεμένο με έναν συγκεκριμένο τύπο επεξεργαστή.
Όσο ευρύτερο είναι το σύνολο εντολών του επεξεργαστή, τόσο καλύτερη και ταχύτερη είναι η επεξεργασία των δεδομένων.

Διαμόρφωση κουτιού (BOX) ή δίσκου (Δίσκος/OEM);

Εξοπλισμός πυγμαχίας (BOX).είναι ένα σετ:
- ο ίδιος ο επεξεργαστής.
- ψυγείο με εφαρμοσμένη θερμική πάστα (καλοριφέρ + ανεμιστήρας).
- οδηγίες και τεκμηρίωση.

Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του πακέτου BOX είναι η εκτεταμένη εγγύηση για τον επεξεργαστή - 3 χρόνια.
Είναι καλύτερο να αγοράσετε επεξεργαστές BOX για συστήματα πολυμέσων γραφείου και οικίας στα οποία δεν υπάρχουν σχέδια για αλλαγή της ψύξης σε πιο αποτελεσματική.
Αλλά οι επεξεργαστές BOX είναι λίγο πιο ακριβοί από τους ίδιους TRAY.

Επεξεργαστής δίσκου (Δίσκος/ΟΕΜ)αντιπροσωπεύει μόνο τον επεξεργαστή. Χωρίς ψυγείο ή έγγραφα.

Σε αντίθεση με το BOX, η εγγύηση για τον επεξεργαστή Tray είναι μόνο 1 έτος.
Οι επεξεργαστές Tray/OEM χρησιμοποιούνται από εταιρείες που συναρμολογούν έτοιμους επώνυμους υπολογιστές. Και επίσης ενθουσιώδεις gamers-overclockers, για τους οποίους η εγγύηση (μετά το overclocking αφαιρείται η εγγύηση από το προϊόν) και η φυσική ψύξη δεν είναι σημαντικές. Ένας πιο αποτελεσματικός εγκαθίσταται αμέσως στον επεξεργαστή.
Οι επεξεργαστές δίσκων είναι ελαφρώς φθηνότεροι.

Intel ή AMD;

Υπήρχε πάντα έντονη συζήτηση για αυτό το θέμα σε φόρουμ και συνέδρια. Γενικά, αυτό το θέμα είναι αιώνιο. Οι υποστηρικτές της Intel θα υποστηρίξουν ότι αυτοί οι επεξεργαστές είναι καλύτεροι από τον ανταγωνισμό από κάθε άποψη. Και αντίστροφα. Εγώ ο ίδιος είμαι υποστηρικτής της Intel.

Εάν συγκρίνουμε επεξεργαστές από αυτές τις δύο εταιρείες με την ίδια συχνότητα και αριθμό πυρήνων, τότε οι επεξεργαστές της Intel θα είναι πιο παραγωγικοί. Ωστόσο, στο εύρος τιμών, η AMD έχει το πλεονέκτημα.

Εάν συναρμολογείτε ένα σύστημα προϋπολογισμού για τον εαυτό σας με ελάχιστα οικονομικά, τότε οι επεξεργαστές AMD είναι η επιλογή σας. Εάν διαθέτετε υπολογιστικό σύστημα παιχνιδιών ή παραγωγικότητας, τότε η επιλογή θα πρέπει να γίνει υπέρ της Intel.

Υπάρχει ένα ακόμη σημείο: οι μητρικές για επεξεργαστές Intel είναι επίσης πιο ακριβές και η πλατφόρμα AMD είναι αντίστοιχα φθηνότερη. Όταν επιλέγετε έναν επεξεργαστή για τον υπολογιστή σας, πρέπει να αποφασίσετε για τις αρχικές προτεραιότητες, να δημιουργήσετε ένα φθηνό σύστημα βασισμένο στην AMD ή ένα πιο παραγωγικό, αλλά πιο ακριβό με βάση την Intel.

Κάθε εταιρεία έχει πολλά μοντέλα επεξεργαστών στη συλλογή της, που κυμαίνονται από οικονομικά μοντέλα, για παράδειγμα, Celeron από την Intel και Sempron/Duron από την AMD, έως κορυφαίο Core i7 από την Intel, A10 από την AMD.

Σε διαφορετικές εφαρμογές, τα αποτελέσματα είναι αρκετά διαφορετικά, επομένως σε ορισμένους επεξεργαστές AMD κερδίζουν, σε άλλες - η Intel, επομένως η επιλογή εξαρτάται πάντα από τον χρήστη.

Η AMD έχει απλώς ένα αναμφισβήτητο πλεονέκτημα - την τιμή. Και ένα μειονέκτημα είναι ότι οι επεξεργαστές AMD δεν είναι τόσο αξιόπιστοι δομικά και είναι λίγο πιο ζεστοί.

Η Intel έχει επίσης ένα πλεονέκτημα - οι επεξεργαστές είναι πιο δομικά αξιόπιστοι και σταθεροί, και επίσης λιγότερο ζεστοί. Μειονέκτημα: η τιμή είναι υψηλότερη από αυτή ενός ανταγωνιστή.

Κρίνοντας από τις τρέχουσες δοκιμές απόδοση παιχνιδιούΟι επεξεργαστές μεταξύ INTEL και AMD μοιάζουν με αυτό:

Ας συνοψίσουμε:

Αυτό σημαίνει ότι για να αγοράσετε τον πιο ισχυρό επεξεργαστή gaming για τον υπολογιστή σας, πρέπει να επιλέξετε έναν επεξεργαστή με:
1) η νεότερη αρχιτεκτονική.
2) μέγιστη συχνότητα πυρήνα (κατά προτίμηση 3 GHz και άνω).
3) μέγιστο μέγεθος κρυφής μνήμης L2/L3.
4) ένα μεγάλο σύνολο διαθέσιμων οδηγιών.
5) ελάχιστη διαδικασία παραγωγής.

Αφού διαβάσετε αυτό το άρθρο, νομίζω ότι ο καθένας θα μπορεί να αποφασίσει ποιον επεξεργαστή θα αγοράσει για τον υπολογιστή του.
Μπορείτε πάντα να αγοράσετε επεξεργαστές για πολλά χρήματα, αλλά εάν στον υπολογιστή εκτελούνται μόνο καθημερινές εργασίες που δεν απαιτούν μεγάλη υπολογιστική ισχύ, τα χρήματα θα χαθούν.

Εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον αριθμό των πυρήνων που περιλαμβάνει. Επομένως, πολλοί χρήστες ενδιαφέρονται για το πώς να μάθουν τον αριθμό των πυρήνων του επεξεργαστή. Εάν ενδιαφέρεστε επίσης για αυτό το θέμα, τότε αυτό το άρθρο θα πρέπει να σας βοηθήσει.

Πώς να μάθετε τον αριθμό των πυρήνων σε έναν επεξεργαστή χρησιμοποιώντας τα Windows

Ο ευκολότερος τρόπος για να μάθετε τον αριθμό των πυρήνων σε έναν επεξεργαστή είναι να κοιτάξετε το μοντέλο του επεξεργαστή και μετά να κοιτάξετε στο Διαδίκτυο για να δείτε με τι είναι εξοπλισμένος. Για να το κάνετε αυτό, ανοίξτε το παράθυρο "Προβολή βασικών πληροφοριών για τον υπολογιστή σας". Αυτό το παράθυρο μπορεί να ανοίξει με διάφορους τρόπους:

• Ανοίξτε το μενού Έναρξη και μεταβείτε στο " ". Μετά από αυτό, ανοίξτε την ενότητα "Σύστημα και ασφάλεια" και, στη συνέχεια, την υποενότητα "Σύστημα".
• Κάντε δεξί κλικ στο εικονίδιο «Ο Υπολογιστής μου» και επιλέξτε «Ιδιότητες».
• Ή απλώς πατήστε το συνδυασμό πλήκτρων Win+Break.

Αφού ανοίξετε αυτό το παράθυρο, δώστε προσοχή.

Εισαγάγετε το όνομα αυτού του επεξεργαστή σε μια μηχανή αναζήτησης και μεταβείτε στον επίσημο ιστότοπο του κατασκευαστή.

Αυτό θα σας μεταφέρει σε μια σελίδα με . Εδώ πρέπει να βρείτε πληροφορίες σχετικά με τον αριθμό των πυρήνων.

Εάν διαθέτετε Windows 8 ή Windows 10, τότε μπορείτε να μάθετε τον αριθμό των πυρήνων επεξεργαστή (συνδυασμός πλήκτρων CTRL-SHIFT-ESC) στην καρτέλα "Απόδοση".

Στα Windows 7 και σε παλαιότερες εκδόσεις των Windows, οι πληροφορίες σχετικά με τον αριθμό των πυρήνων δεν εμφανίζονται στη Διαχείριση εργασιών. Αντίθετα, εμφανίζει ένα ξεχωριστό γράφημα φόρτωσης για κάθε πυρήνα. Εάν διαθέτετε επεξεργαστή AMD, τότε ο αριθμός τέτοιων γραφημάτων θα είναι ίσος με τον αριθμό των πυρήνων.

Ωστόσο, εάν έχετε επεξεργαστή Intel, τότε ο αριθμός των γραφικών δεν είναι αξιόπιστος, καθώς ο επεξεργαστής μπορεί να χρησιμοποιεί τεχνολογία Hyper-threading, η οποία διπλασιάζει τον πραγματικό αριθμό των πυρήνων.

Πώς να μάθετε τον αριθμό των πυρήνων του επεξεργαστή χρησιμοποιώντας ειδικά προγράμματα

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ειδικά προγράμματα για να δείτε τα χαρακτηριστικά του υπολογιστή σας. Σε αυτήν την περίπτωση, το πρόγραμμα CPU-Z ταιριάζει καλύτερα. Εκτελέστε αυτό το πρόγραμμα στον υπολογιστή σας και δείτε την τιμή "Πυρήνες", η οποία εμφανίζεται στο κάτω μέρος του παραθύρου στην καρτέλα "CPU".

Αυτή η τιμή αντιστοιχεί στον αριθμό των πυρήνων στον επεξεργαστή σας.