CPU Basics: flera processorer, kärnor och Hyper-Threading förklarade

• Chris Hoffman

  @chrisbhoffman

• uppdaterad Oktober 12, 2018, 11:27am EDT

central processing unit (CPU) i datorn gör beräkningsprogram, i princip. Men moderna processorer erbjuder funktioner som flera kärnor och hyper-threading. Vissa datorer använder även flera processorer. Vi är här för att hjälpa till att reda ut allt.

relaterat: Varför kan du inte använda CPU klockhastighet för att jämföra datorns prestanda

klockhastigheten för en CPU som brukade vara tillräckligt när man jämför prestanda., Det är inte så enkelt längre. En CPU som erbjuder flera kärnor eller hyper-threading kan fungera betydligt bättre än en enkärnig CPU med samma hastighet som inte har hyper-threading. Och datorer med flera processorer kan ha en ännu större fördel. Alla dessa funktioner är utformade för att göra det möjligt för datorer att lättare köra flera processer samtidigt-öka din prestanda när multitasking eller enligt kraven från kraftfulla appar som videokodare och moderna spel. Så, låt oss ta en titt på var och en av dessa funktioner och vad de kan betyda för dig.,

Hyper-Threading

Hyper-threading var Intels första försök att få parallell beräkning till konsumentdatorer. Den debuterade på stationära processorer med Pentium 4 HT tillbaka i 2002. Pentium 4-talet av dagen innehöll bara en enda CPU-kärna, så det kunde verkligen bara utföra en uppgift i taget—även om det kunde växla mellan uppgifter tillräckligt snabbt för att det verkade som multitasking. Hyper-threading försökte kompensera för det.

en enda fysisk CPU-kärna med hyper-threading visas som två logiska processorer till ett operativsystem., CPU är fortfarande en enda CPU, så det är lite av en fuska. Medan operativsystemet ser två processorer för varje kärna, har den faktiska CPU-hårdvaran bara en enda uppsättning exekveringsresurser för varje kärna. CPU: n låtsas att den har fler kärnor än den gör, och den använder sin egen logik för att påskynda programkörningen. Med andra ord luras operativsystemet att se två processorer för varje faktisk CPU-kärna.

Hyper-threading tillåter de två logiska CPU-kärnorna att dela fysiska exekveringsresurser., Detta kan påskynda saker och ting något—om en virtuell CPU är avstannade och väntar, den andra virtuella CPU kan låna dess resurser utförande. Hyper-threading kan hjälpa till att påskynda ditt system, men det är inte långt ifrån lika bra som att ha faktiska ytterligare kärnor.

Tack och lov är hyper-threading nu en ”bonus.”Medan de ursprungliga konsumentprocessorerna med hyper-threading bara hade en enda kärna som maskerades som flera kärnor, har moderna Intel-processorer nu både flera kärnor och hyper-threading-teknik., Din dual-core CPU med hyper-threading visas som fyra kärnor till operativsystemet, medan din quad-core CPU med hyper-threading visas som åtta kärnor. Hyper-threading är ingen ersättning för ytterligare kärnor, men en dual-core CPU med hyper-threading bör fungera bättre än en dual-core CPU utan hyper-threading.

flera kärnor

ursprungligen hade processorer en enda kärna. Det innebar att den fysiska processorn hade en enda central bearbetningsenhet på den. För att öka prestanda lägger tillverkare till ytterligare ”kärnor” eller centrala bearbetningsenheter., En dual-core CPU har två centrala bearbetningsenheter, så det verkar som om operativsystemet som två processorer. En CPU med två kärnor kan till exempel köra två olika processer samtidigt. Detta påskyndar ditt system, eftersom datorn kan göra flera saker på en gång.

Till skillnad från hyper-threading finns det inga knep här — en dual-core CPU har bokstavligen två centrala bearbetningsenheter på CPU-chipet. En quad-core CPU har fyra centrala bearbetningsenheter, en octa-core CPU har åtta centrala bearbetningsenheter och så vidare.,

detta hjälper dramatiskt förbättra prestanda samtidigt som den fysiska CPU-enheten liten så att den passar i ett enda uttag. Det behöver bara vara ett enda CPU-uttag med en enda CPU—enhet insatt i den-inte fyra olika CPU-uttag med fyra olika processorer, som alla behöver sin egen kraft, kylning och annan hårdvara. Det finns mindre latens eftersom kärnorna kan kommunicera snabbare, eftersom de alla är på samma chip.

Windows Aktivitetshanteraren visar detta ganska bra. Här kan du till exempel se att det här systemet har en faktisk CPU (socket) och fyra kärnor., Hyperthreading gör att varje kärna ser ut som två processorer till operativsystemet, så det visar 8 logiska processorer.

flera processorer

relaterade: Varför kan du inte använda CPU klockfrekvens för att jämföra datorns prestanda

de flesta datorer har bara en enda CPU. Den enda CPU kan ha flera kärnor eller hyper-threading—teknik-men det är fortfarande bara en fysisk CPU-enhet som sätts in i ett enda CPU-uttag på moderkortet.,

innan Hyper-threading och multi-core processorer kom, människor försökte lägga till ytterligare processorkraft till datorer genom att lägga till ytterligare processorer. Detta kräver ett moderkort med flera CPU-uttag. Moderkortet behöver också ytterligare hårdvara för att ansluta dessa CPU-uttag till RAM och andra resurser. Det finns en hel del overhead i denna typ av setup. Det finns ytterligare latens om processorer behöver kommunicera med varandra, system med flera processorer förbrukar mer ström, och moderkortet behöver mer uttag och hårdvara.,

system med flera processorer är inte särskilt vanliga bland Hemanvändardatorer idag. Även en kraftfull gaming skrivbord med flera grafikkort kommer i allmänhet bara har en enda CPU. Du hittar flera CPU-system bland superdatorer, servrar och liknande avancerade system som behöver så mycket antal-crunching kraft som de kan få.

ju fler processorer eller kärnor en dator har, desto mer saker kan det göra på en gång, vilket bidrar till att förbättra prestanda på de flesta uppgifter.De flesta datorer har nu processorer med flera kärnor – det mest effektiva alternativet vi har diskuterat., Du hittar även processorer med flera kärnor på moderna smartphones och surfplattor. Intel-processorer har också hyper-threading, vilket är typ av en bonus. Vissa datorer som behöver en stor mängd CPU-effekt kan ha flera processorer, men det är mycket mindre effektivt än det låter.

bildkredit: lungstruck på Flickr, Mike Babcock på Flickr, DeclanTM på Flickr