Osnove CPU-a: Objašnjeno više procesora, jezgri i hiper-navoja

Središnja procesorska jedinica (CPU) na vašem računalu obavlja računski rad - u osnovi pokreće programe. Ali moderni CPU nude značajke poput više jezgri i hiper-navoja. Neka računala čak koriste više CPU-a. Ovdje smo da vam pomognemo riješiti sve.

POVEZANO: Zašto ne možete koristiti taktove procesora za usporedbu performansi računala

Takt za CPU nekad je bio dovoljan za usporedbu performansi. Stvari više nisu tako jednostavne. CPU koji nudi više jezgri ili hiper-threading može se izvoditi znatno bolje od jednojezgrenog CPU-a iste brzine koji nema hiper-threading. A računala s više procesora mogu imati još veću prednost. Sve su ove značajke dizajnirane kako bi osobnim računalima omogućile lakše pokretanje više procesa istodobno - povećavajući vaše performanse u multitaskingu ili pod zahtjevima moćnih aplikacija poput video enkodera i modernih igara. Pa, pogledajmo svaku od ovih značajki i što bi vam mogle značiti.

Hyper-Threading

Hiper-threading je bio prvi Intelov pokušaj da paralelno računanje dovede do potrošačkih računala. Na stolnim CPU-ima debitirao je s Pentiumom 4 HT još 2002. Pentium 4 dana imao je samo jednu CPU jezgru, tako da je mogao istodobno izvršavati samo jedan zadatak - čak i ako je bio u mogućnosti prebacivati ​​se između zadataka dovoljno brzo da se činilo kao multitasking. Hiper-navojem se to pokušalo nadoknaditi.

Jedna fizička CPU jezgra s hiper-navojem pojavljuje se kao dva logična CPU-a operativnom sustavu. CPU je još uvijek jedan CPU, tako da je malo varalica. Iako operativni sustav vidi dva CPU-a za svaku jezgru, stvarni CPU-ov hardver ima samo jedan set resursa za izvršenje za svaku jezgru. CPU se pretvara da ima više jezgri nego što koristi, i koristi svoju logiku kako bi ubrzao izvršavanje programa. Drugim riječima, operativni sustav prevaren je da vidi dva CPU-a za svaku stvarnu jezgru CPU-a.

Hiper-Threading omogućuje da dvije logičke CPU jezgre dijele fizičke resurse izvršenja. To može donekle ubrzati stvari - ako jedan virtualni CPU zastane i čeka, drugi virtualni CPU može posuditi svoje izvršne resurse. Hiper-navojem može ubrzati vaš sustav, ali nije ni blizu toliko dobar kao imati stvarne dodatne jezgre.

Srećom, hiper-nit je sada „bonus“. Dok su izvorni potrošački procesori s hiper-navojem imali samo jednu jezgru koja se maskirala kao više jezgri, moderni Intel procesori sada imaju i više jezgri i tehnologiju hiper-navoja. Vaš dvojezgreni CPU s hiper-navojem pojavljuje se kao četiri jezgre vašem operacijskom sustavu, dok se vaš četverojezgreni CPU s hiper-navojem pojavljuje kao osam jezgri. Hiper-threading nije zamjena za dodatne jezgre, ali dvojezgreni CPU s hiper-navojem trebao bi raditi bolje od dvojezgrenog CPU-a bez hiper-navoja.

Više jezgri

Izvorno, CPU su imali jednu jezgru. To je značilo da je fizički CPU na sebi imao jednu središnju procesorsku jedinicu. Da bi povećali performanse, proizvođači dodaju dodatne "jezgre" ili središnje procesne jedinice. Dvojezgreni CPU ima dvije središnje procesorske jedinice, pa se operativnom sustavu čini kao dva CPU-a. CPU s dvije jezgre, na primjer, mogao bi istodobno pokretati dva različita procesa. To ubrzava vaš sustav, jer vaše računalo može raditi više stvari odjednom.

Za razliku od hiper-navoja, ovdje nema trikova - dvojezgreni CPU doslovno ima dvije središnje procesorske jedinice na CPU čipu. Četverojezgreni procesor ima četiri središnje procesorske jedinice, osmerojezgreni procesor ima osam središnjih procesorskih jedinica i tako dalje.

To pomaže dramatično poboljšati performanse, a istovremeno održava fizičku CPU jedinicu malom kako bi stala u jednu utičnicu. Treba postojati samo jedna CPU utičnica u koju je umetnuta jedna CPU jedinica - a ne četiri različite CPU utičnice s četiri različita CPU-a, svaka treba svoju vlastitu snagu, hlađenje i drugi hardver. Kašnjenja je manje jer jezgre mogu brže komunicirati jer su sve na istom čipu.

Windowsov upravitelj zadataka to prilično dobro pokazuje. Evo, na primjer, možete vidjeti da ovaj sustav ima jedan stvarni CPU (socket) i četiri jezgre. Hyperthreading čini svaku jezgru operativnim sustavom poput dva CPU-a, tako da prikazuje 8 logičkih procesora.

Više procesora

POVEZANO: Zašto ne možete koristiti taktove procesora za usporedbu performansi računala

Većina računala ima samo jedan CPU. Taj pojedinačni CPU može imati više jezgri ili tehnologiju hiper-navoja, ali to je još uvijek samo jedna fizička CPU jedinica umetnuta u jednu CPU utičnicu na matičnoj ploči.

Prije nego što su se pojavili hiper-niti i višejezgreni procesori, ljudi su pokušavali dodati dodatnu procesorsku snagu računalima dodavanjem dodatnih CPU-a. To zahtijeva matičnu ploču s više procesorskih utičnica. Matična ploča također treba dodatni hardver za povezivanje tih CPU utičnica s RAM-om i drugim resursima. U ovoj vrsti postavki ima puno režije. Dodatna je latencija ako CPU trebaju međusobno komunicirati, sustavi s više CPU-a troše više energije, a matična ploča treba više utičnica i hardvera.

Sustavi s više CPU-a danas nisu vrlo česti među osobnim računalima za kućne korisnike. Čak i moćna igraća radna površina s više grafičkih kartica uglavnom će imati samo jedan CPU. Među superračunalima, poslužiteljima i sličnim vrhunskim sustavima pronaći ćete više CPU sustava kojima je potrebno toliko snage za usitnjavanje broja koliko mogu dobiti.

Što više računala ima CPU ili jezgre, to više stvari može odjednom učiniti, pomažući poboljšati izvedbu većine zadataka. Većina računala sada ima CPU s više jezgri - najučinkovitija opcija o kojoj smo razgovarali. Na modernim pametnim telefonima i tabletima naći ćete čak i procesore s više jezgri. Intel CPU također imaju hiper-threadanje, što je svojevrsni bonus. Neka računala koja trebaju veliku količinu procesorske snage mogu imati više procesora, ali je mnogo manje učinkovita nego što zvuči.

Zasluge za slike: lungstruck na Flickr, Mike Babcock na Flickr, DeclanTM na Flickr