CPU Základy: Více Procesorů, Jader a Hyper-Threading Vysvětlil

• Chris Hoffman

  @chrisbhoffman

• Aktualizováno 12. října 2018, 11:27am EDT

centrální procesorová jednotka (CPU) v počítači se výpočetní práce—spuštěné programy, v podstatě. Moderní procesory však nabízejí funkce, jako je více jader a hyper-threading. Některé počítače dokonce používají více procesorů. Jsme tu, abychom to všechno vyřešili.

související: proč nemůžete použít rychlost hodin CPU k porovnání výkonu počítače

rychlost hodin pro CPU byla dostatečná při porovnávání výkonu., Věci už nejsou tak jednoduché. Procesor, který nabízí více jader nebo hyper-threading, může fungovat výrazně lépe než jednojádrový procesor stejné rychlosti, která neobsahuje hyper-threading. A počítače s více procesory mohou mít ještě větší výhodu. Všechny tyto funkce jsou navrženy tak, aby umožnily počítačům snadněji spouštět více procesů současně—zvýšit výkon při multitaskingu nebo pod požadavky výkonných aplikací, jako jsou video kodéry a moderní hry. Podívejme se tedy na každou z těchto funkcí a na to, co pro vás mohou znamenat.,

Hyper-Threading

Hyper-threading byl první pokus společnosti Intel přinést paralelní výpočty do spotřebitelských počítačů. Debutoval na stolních procesorech s Pentium 4 HT v roce 2002. Den Pentium 4 představoval pouze jedno jádro CPU, takže mohl skutečně provádět pouze jeden úkol najednou—i když byl schopen přepínat mezi úkoly dostatečně rychle, aby to vypadalo jako multitasking. Hyper-threading se to pokusil vynahradit.

jediné fyzické jádro CPU s hyper-threadingem se objeví jako dva logické procesory do operačního systému., CPU je stále jediný procesor, takže je to trochu podvod. Zatímco operační systém vidí dva procesory pro každé jádro, skutečný hardware CPU má pro každé jádro pouze jednu sadu výkonových prostředků. CPU předstírá, že má více jader než to dělá, a používá svou vlastní logiku k urychlení provádění programu. Jinými slovy, operační systém je podveden, aby viděl dva procesory pro každé skutečné jádro CPU.

Hyper-threading umožňuje dvěma logickým jádrům CPU sdílet zdroje fyzického provádění., To může věci trochu urychlit-pokud je jeden virtuální procesor zastaven a čeká, druhý virtuální procesor si může půjčit své prostředky na provedení. Hyper-threading může pomoci urychlit váš systém, ale není to zdaleka tak dobré, jako mít skutečné další jádra.

naštěstí je hyper-threading nyní “ bonusem.“Zatímco původní spotřebitelské procesory s hyper-threading měl jen jediné jádro, které vydávající se za více jader, moderní Procesory Intel nyní mají oba více jader a hyper-threading technologie., Váš dvoujádrový procesor s hyper-threading se zobrazí jako čtyři jádra operačního systému, zatímco čtyřjádrový procesor s hyper-threading se objeví jako osm jader. Hyper-threading nenahrazuje další jádra, ale dvoujádrový procesor s hyper-threading by měl fungovat lépe než dvoujádrový procesor bez hyper-threadingu.

více jader

původně měly procesory jedno jádro. To znamenalo, že fyzický procesor měl na sobě jednu centrální procesorovou jednotku. Pro zvýšení výkonu přidávají výrobci další „jádra“ nebo centrální procesorové jednotky., Dvoujádrový procesor má dvě centrální procesorové jednotky, takže se zdá, že operační systém je dva procesory. Například procesor se dvěma jádry by mohl spustit dva různé procesy současně. To urychluje váš systém, protože váš počítač může dělat více věcí najednou.

na Rozdíl od hyper-threading, nejsou žádné triky zde — dual-core CPU má doslova dvě centrální procesorové jednotky CPU čip. Čtyřjádrový procesor má čtyři centrální procesorové jednotky, osmijádrový procesor má osm centrálních procesorových jednotek a tak dále.,

to pomáhá dramaticky zlepšit výkon při zachování fyzické jednotky CPU malé, takže se vejde do jediné zásuvky. Musí existovat pouze jedna zásuvka CPU s jednou jednotkou CPU vloženou do ní-ne čtyři různé zásuvky CPU se čtyřmi různými procesory, z nichž každý potřebuje svůj vlastní výkon, chlazení a další hardware. Je tu menší latence, protože jádra mohou komunikovat rychleji, protože jsou všichni na stejném čipu.

Správce úloh systému Windows To ukazuje poměrně dobře. Zde například můžete vidět, že tento systém má jeden skutečný procesor (zásuvku) a čtyři jádra., Hyperthreading způsobuje, že každé jádro vypadá jako dva procesory do operačního systému, takže ukazuje 8 logických procesorů.

více procesorů

související: proč nemůžete použít rychlost hodin CPU k porovnání výkonu počítače

většina počítačů má pouze jeden procesor. Tento jediný procesor může mít více jader nebo technologii hyper-threading-ale stále je to jen jedna fyzická jednotka CPU vložená do jediné zásuvky CPU na základní desce.,

Před hyper-threading a multi-core Procesory přišel kolem, lidé se pokoušeli přidat další výpočetní výkon počítače přidáním dalších Procesorů. To vyžaduje základní desku s více zásuvkami CPU. Základní deska také potřebuje další hardware pro připojení těchto zásuvek CPU k paměti RAM a dalším zdrojům. V takovém nastavení je hodně režie. Existuje další latence, pokud CPU potřebují komunikovat mezi sebou, systémy s více procesory spotřebovávají více energie a základní deska potřebuje více zásuvek a hardwaru.,

systémy s více procesory nejsou dnes mezi domácími počítači příliš běžné. Dokonce i vysoce výkonná herní plocha s více grafickými kartami bude mít obecně pouze jeden procesor. Mezi superpočítači, servery a podobnými špičkovými systémy najdete více systémů CPU,které potřebují tolik výkonu, kolik mohou získat.

čím více procesorů nebo jader má počítač, tím více věcí může udělat najednou, což pomáhá zlepšit výkon většiny úkolů.Většina počítačů má nyní procesory s více jádry—nejúčinnější možnost, o které jsme diskutovali., Na moderních smartphonech a tabletech najdete dokonce procesory s více jádry. Procesory Intel mají také hyper-threading, což je druh bonusu. Některé počítače, které potřebují velké množství výkonu CPU, mohou mít více procesorů, ale je mnohem méně efektivní, než to zní.

Image Credit: lungstruck na Flickr, Mike Babcock na Flickr, DeclanTM na Flickr