Monen ytimen prosessoreita on ollut saatavilla tietokoneissa 1990-luvun lopulta lähtien. Usean ytimen mallinnus käsitteli ongelmaa, että prosessorit osuivat niiden fyysisten rajoitusten enimmäismäärään niiden kellotaajuuksien suhteen ja kuinka tehokkaasti ne voitaisiin jäähdyttää ja silti säilyttää tarkkuuden. Siirtymällä yksittäisiin prosessoripiireihin ylimääräisiin ytimiin valmistajat vältivät kellotaajuuksista aiheutuvat ongelmat kertomalla tehokkaasti datan määrän, jota CPU voisi käsitellä.
Kun ne alunperin julkaistiin, se oli vain kaksi ydintä yhdellä prosessorilla, mutta nyt on neljä, kuusi ja jopa 10 tai useampia vaihtoehtoja. Tämän lisäämisen ytimien lisäksi Intelin Hyper-Threading -tekniikka lähes kaksinkertaistaa käyttöjärjestelmän näkemät ytimet.
Kahden ytimen yhdellä jalostajalla on aina ollut konkreettisia etuja nykyaikaisten käyttöjärjestelmien monikäyttöisyyden ansiosta. Loppujen lopuksi voit selata verkkoa tai kirjoittaa raportin, kun virustentorjuntaohjelma toimii taustalla. Todellinen kysymys monille ihmisille voi olla, jos yli kaksi on todella hyödyllistä ja jos niin, kuinka monta?
Threading
lanka on yksinkertaisesti yksi tietovirta ohjelmasta, joka kulkee tietokoneen prosessorin läpi. Jokainen sovellus luo yhden tai useamman langan sen mukaan, miten se toimii. Monitoimityönä yhden ytimen prosessori pystyy käsittelemään vain yhtä säiettä kerrallaan, joten järjestelmä vaihtaa nopeasti ketjujen välillä tietojen käsittelemiseksi näennäisesti samanaikaisesti.
Useiden ytimien etu on se, että järjestelmä pystyy käsittelemään useampaa kuin yhtä säiettä. Jokainen ydin voi käsitellä erillistä tietovirtaa. Tämä arkkitehtuuri suurentaa huomattavasti samanaikaisten sovellusten käynnissä olevan järjestelmän suorituskykyä. Koska palvelimet käyttävät yleensä useita samanaikaisia sovelluksia tiettynä ajankohtana, tekniikka kehitettiin alun perin yritysasiakkaalle - mutta henkilökohtaisten tietokoneiden entistä monimutkaisempi ja monimutkaisempi käyttö lisäsi myös ylimääräisiä ytimiä.
Ohjelmiston riippuvuus
Vaikka monen ytimen prosessoreiden käsitys kuulostaa houkuttelevalta, tämä tekniikka on huomattava varoitus. Jotta monen prosessorin todelliset edut näkyisivät, tietokoneessa käynnissä oleva ohjelmisto on kirjoitettava tukemaan monisäikeistä versiota. Ilman ohjelmistoa, joka tukee tällaista ominaisuutta, langat kulkevat ensisijaisesti yhden ytimen läpi, mikä heikentää tehokkuutta. Loppujen lopuksi, jos se voi toimia vain yhdellä ytimellä neljän ytimen prosessorilla, se voi itse asiassa olla nopeampi käyttää sitä kaksoisydinprosessorilla, jolla on korkeammat peruskellonopeudet.
Kaikki tärkeimmät nykyiset käyttöjärjestelmät tukevat monisäikeisnäkemiskykyä. Monisäikeisyys on kuitenkin kirjoitettava sovellusohjelmaan. Monijulkaisujen tuki kuluttajaprojekteissa on parantunut vuosien varrella, mutta monien yksinkertaisten ohjelmien osalta monisäikeinen tuki ei ole vielä toteutettu ohjelmistojen rakenteen monimutkaisuuden vuoksi. Esimerkiksi postiohjelma tai web-selain ei todennäköisesti näe suurta hyötyä monisäikeisyyteen yhtä paljon kuin grafiikka- tai videonmuokkausohjelma, jossa tietokone käsittelee monimutkaisia laskelmia.
Hyvä esimerkki tämän taipuman selittämisestä on tarkastella tyypillistä tietokonepeliä. Useimmat pelit vaativat jonkinlaista renderointimoottoria, jotta ne voivat näyttää, mitä pelissä tapahtuu. Lisäksi jonkinlainen tekoäly voi hallita tapahtumia ja merkkejä pelissä. Yhdellä ytimellä molempien on toimittava vaihtamalla näiden kahden välillä. Tämä lähestymistapa ei ole tehokas. Jos järjestelmässä oli useita prosessoreja, renderointi ja AI voisivat kulkea erikseen ydin - ihanteellinen tilanne monen ytimen prosessorille.
Onko 4> 2?
Kahden ytimen ylittäminen esittää joitain käsitteellisiä haasteita, koska tietyn tietokoneen ostajan vastaus riippuu ohjelmistosta, jota hän yleensä käyttää. Esimerkiksi monet pelit tarjoavat vielä vähän suorituskyvyn eroa kahden ja neljän ytimen välillä. Ei ole olennaisesti mitään pelejä, jotka näkevät konkreettisia hyötyjä yli neljän prosessorin ytimiä.
Toisaalta videokoodausohjelma, joka koodaa videon, todennäköisesti näkee valtavia etuja, koska yksittäiset kehyksen renderointi voidaan siirtää eri ytimiin ja sitten koota yhteen ohjelmistoon yhdeksi virralle. Näin ollen kahdeksalla ytimellä on vieläkin edullisempaa kuin neljä.
Kellonopeudet
Mitä korkeampi kellonopeus, sitä nopeampi prosessori. Kellonopeudet muuttuvat hämärämmäksi, kun otetaan huomioon nopeudet suhteessa useisiin ytimiin, koska prosessorit kriisivät useita dataketjuja ylimääräisten ytimien ansiosta, mutta jokainen näistä ytimistä ajetaan alhaisemmilla nopeuksilla lämpörajoitusten vuoksi.
Esimerkiksi kaksiytiminen prosessori voi tukea peruskellonopeuksia 3,5 GHz: n kullekin prosessorille, kun taas neljän ytimen prosessori voi toimia vain 3,0 GHz. Kun katsot vain yhtä ydintä kumpaankin, dual-core-prosessori pystyy noin 14 prosenttia nopeammin kuin quad-core. Näin ollen, jos sinulla on vain yksi kierre ohjelma, dual-core prosessori on itse asiassa tehokkaampi. Jälleen kerran, jos ohjelmistosi voi käyttää kaikkia neljää prosessoria, quad-core-prosessori on tosiasiassa noin 70 prosenttia nopeampi kuin dual-core-prosessori.
johtopäätökset
Suurin osa ydinprosessorista on yleensä parempi, jos ohjelmisto ja tyypilliset käyttötapaasi tukevat sitä. Suurin osa dual-core tai quad-core prosessori on enemmän kuin tarpeeksi voimaa perus tietokoneen käyttäjälle.Suurin osa kuluttajista ei näe mitään konkreettisia etuja ylittämästä neljää prosessorin ytimiä, koska niin vähän ei-erikoistuneita ohjelmistoja voi hyödyntää. Ainoat ihmiset, jotka pitävät tällaisia korkean ydin-count -prosessoreita, ovat sellaisia, jotka suorittavat monimutkaisia tehtäviä, kuten työpöydän videon editointia tai monimutkaisia tiede- ja matemaattisia ohjelmia.
Tutustu PC: n nopeuteen, mitä tarvitsen? artikkelista saadaksesi paremman käsityksen siitä, minkälainen prosessori sopii parhaiten tietojenkäsittelyn tarpeisiin.
