багато ядерні процесори являють собою центральні процесори, в яких міститься більше двох обчислювальних ядер. Такі ядра можуть знаходитися як в одному корпусі, так і на одному процесорному кристалі.
Що таке багатоядерний процесор?
Найчастіше під багатоядерними процесорами розуміють центральні процесори, в яких кілька обчислювальних ядер інтегровані в одну мікросхему (тобто вони розташовані на одному кристалі кремнію).
Що ми повинні знати при виборі процесора для. Тому дуже важливо, щоб ігровий процесор, Який ми вибрали, мав розблокований множник, щоб ми могли робити це по годинах і отримувати великі частоти і, отже, більш високу швидкість. Маючи це на увазі, ми перейдемо до наших пропозицій, які допоможуть вам вибрати.
Низький діапазон: пропозиції, які є недорогими і задовільними. Це основа для того, щоб хтось почав з бюджету, який у них є, і в майбутньому вони зможуть модернізувати свою систему. Середній діапазон: ми збираємося більш гучні треки, на які ви можете розраховувати протягом наступних кількох років.
зазвичай тактова частота в багатоядерних процесорах навмисно занижується. Це роблять для того, щоб скоротити енергоспоживання, зберігши при цьому необхідну продуктивність процесора. Кожне ядро \u200b\u200bпри цьому є повноцінним мікропроцесор, для якого характерні риси всіх сучасних процесорів - він використовує багаторівневий кеш, підтримує позачергове виконання коду і векторні команди.
Коментар більше. Схоже, що швидкість «правильна», тому в цьому треку зверніть увагу! Продовжуючи, ми бачимо продуктивність процесора в тестах рендеринга, а це означає, що для створення сцени можна використовувати кілька ядер. Серед них є кодування відео.
характеристики процесора
Список буде збагачений протягом наступних кількох днів великою кількістю графіків. Звісно, базовий підхід до всього питання не змінюється, тому ми почнемо відповідно, щоб ви могли легко знайти свій шлях з однієї точки вперед. Неминуче, коли ви вибираєте процесор, ви зіткнулися з проблемою швидкості і доступними ядрами. Звичайно, швидкість - це не те ж саме, що тут продуктивність, а це комбінація речей.
Hyper-threading
Ядра в багатоядерних процесорах можуть підтримувати технологію SMT, що дозволяє виконувати кілька потоків обчислень і створювати на основі кожного ядра кілька логічних процесорів. На процесорах, які випускає компанія Intel, така технологія називається «Hyper-threading». Завдяки їй можна подвоювати число логічних процесорів в порівнянні з числом фізичних чіпів. У мікропроцесорах, що підтримують цю технологію, кожен фізичний процесор здатний зберігати стан двох потоків одночасно. для операційної системи це буде виглядати, як наявність двох логічних процесорів. Якщо в роботі одного з них виникає пауза (наприклад, він чекає отримання даних з пам'яті), інший логічний процесор приступає до виконання свого потоку.
Як правило, ви знайдете процесори з 2, 4, 6 або 8 ядрами. Кожне ядро \u200b\u200bможе працювати автономно для обробки власної завантаження даних. Кожне ядро \u200b\u200bможе виконувати один або два циклу обробки. По суті, ми говоримо, що у нього є один потік або два. У цьому випадку продуктивність не в два рази вище, ніж процесор, який не підтримує таку функціональність, і різні прибутки, які ви робите, змінюються в залежності від процесу і додатки. Звичайно, швидкість завжди має сенс розглядати в поєднанні з кількістю ядер.
Види багатоядерних процесорів
Багатоядерні процесори поділяються на кілька видів. Вони можуть підтримувати використання загальної кеш-пам'яті, а можуть не підтримувати. Зв'язок між ядрами реалізується на принципах використання розділяється шини, мережі на каналах точка-точка, мережі з комутатором або використання загального кеша.
Як правило, багатоядерні процесори мають менший «стелю» з номінальною швидкістю на ядро, з практичної точки зору, наприклад, при збереженні тепла на розумних рівнях і т.д. проте важлива загальна продуктивність, загальна потужність процесора. Кеш не є чимось, що часто буває на передньому плані або вважається при виборі процесора. Але це повинно бути тому, що це може змінити ситуацію. Це статична пам'ять, розташована в самому процесорі і використовувана в якості проміжного елемента даних для обробки.
Чим більше пам'ять, тим більше даних процесор завжди. У процесорах проблема споживання важлива, а не тільки тому, що вона впливає на рахунок за електроенергію, яку ви будете платити в довгостроковій перспективі. Як правило, процесори переміщаються між 20 Вт і 140 Вт. Якщо говорити про ноутбуки, тоді масштаб відрізняється, він починається і закінчується нижче, тобто з іншого боку, коли ви купуєте ноутбук, у вас немає такої ж свободи вибору процесорів, тому ми будемо використовувати в цьому моделі настільних комп'ютерів.
Принцип роботи
Більшість сучасних багатоядерних процесорів працює за наступною схемою. Якщо запущене застосування підтримує багатопоточність, воно може змушувати процесор виконувати кілька завдань одночасно. Наприклад, якщо в комп'ютері використовується 4-ядерний процесор з тактовою частотою 1.8 ГГц, програма може «завантажити» роботою відразу всі чотири ядра, при цьому сумарна частота процесора становитиме 7.2 ГГц. Якщо запущено відразу декілька програм, кожна з них може використовувати частину ядер процесора, що теж призводить до зростання продуктивності комп'ютера.
Чим вище споживання, тим більше ефективність процесора на практиці. Звичайно, деякі речі судяться за тим, яку потужність кожен Ватт додає до набору, хоча на цьому рівні ми говоримо про ефективність, тобто про те, наскільки добре використовується шуканий потік.
Проте, все це важливо, тому що більшість Ватт означає більше тепла в роботі. Це впливає на склад системи, яку ви намагаєтеся зробити на основі обраного вами процесора, тому що він якимось чином визначив, який тип джерела живлення вам знадобиться. Крім того, на основі його тепла ви обов'язково будете вибирати систему охолодження, розмір і розмір вентилятора, розмір і тип коробки, можливо, водяне охолодження і т.д. якщо у вас навіть є розгін, ви отримаєте ще більше тепла і споживання, тому ви повинні зважити всі відповідно.
Багато операційних систем підтримують багатопоточність, тому використання багатоядерних процесорів дозволяє прискорити роботу комп'ютера навіть у випадку додатків, які многопоточность не підтримують. Якщо розглядати роботу тільки однієї програми, то використання багатоядерних процесорів буде виправданим лише в тому випадку, якщо це додаток оптимізований під багатопоточність. В іншому випадку, швидкість роботи многоядерного процесора не буде відрізнятися від швидкості роботи звичайного процесора, а іноді він буде працювати навіть повільніше.
Кожна компанія має сімейства процесорів в залежності від типу використання, для якого вони призначені. Таким чином, ми пояснимо, де націлені кожна з цих родин, тому ви знаєте, де ви повинні почати шукати свою справу. На одному кроці вище ви знайдете відоме ім'я, більш високі номінальні швидкості і продуктивність. Це всього лише їх краща, більш швидка я. З цього сімейства і вище ми стикаємося з новітньої архітектурою, більш високою продуктивністю за одиницю часу і хорошою продуктивністю для роботи та ігор, здатної задовольняти хорошу частку на ринку, коли вимоги не високі.
Багатоядерний процесор - центральний процесор, Що містить два і більше обчислювальних ядра на одному процесорному кристалі або в одному корпусі.
Серед багатоядерних процесорів до даного моменту можна виділити
* Процесори, призначені в основному для вбудованих і мобільних додатків, В яких велика увага розробників було приділено засобам і методам зниження енергоспоживання (SEAforth (SEAforth24, seaforth40), Tile (Tile36, Tile64, Tile64pro), AsAP-II, CSX700);
Процесори є двійковими, тому вони підтримують 4 потоку. У першому ми маємо чотириядерні процесори з 8 потоками. У другому ми маємо тепер 6 або 10 ядер, з 12 і 20 потоками відповідно. Ці процесори прекрасно підходять для офісної роботи і автоматизації. Вони чотирикратні, але їх продуктивність в одиниці часу така, що вона не перекладається в високу продуктивність.
Ще краще це сімейство, яке пропонує 6 ядер і дуже хорошу продуктивність. Він відмінно підходить для ігор, але навіть краще в додатках, призначених для використання декількох ядер і багатопоточності. Тепер ви напевне орієнтовані. Так що настав час помістити сім'ї навколо вас по сусідству і побудувати навколо них все навколо.
* Процесори для обчислювальних або графічних станцій, де питання енергоспоживання не настільки критичні ( графічні процесори, Наприклад, процесори серії g80 від NVIDIA, проект Larrabee від Intel, частково сюди можна віднести і процесор Cell від IBM, хоча кількість обчислювальних ядер у нього щодо невисоко);
* Процесори т.зв. мейнстріму - призначені для серверних, робочих станцій і персональних комп'ютерів (AMD, Intel, Sun);
- Кількість ядер (кількість ядер. Ядро (core) - кристал кремнію площею приблизно один квадратний сантиметр, на якому за допомогою мікроскопічних логічних елементів реалізована принципова схема процесора, так звана архітектура. Кожне ядро \u200b\u200bсприймається системою як окремий, самостійний процесорів, з усім необхідним набором функцій. )
Тактова частота (такт - елементарна операція в секунду, яку може виконати процесор. Отже, кількість тактів - це показник, скільки операцій в секунду часу здатний обробити процесор. Одиницею виміру цього параметра є гигагерци ГГц.)
Кеш-пам'ять (пам'ять, безпосередньо вбудована в процесор, і використовувана для зберігання і звернення до часто використовуваних даних, називається кеш-пам'ять. Вона ділитися на кілька рівнів - L1, L2 і L3. Вищий рівень кеш-пам'яті має більший обсяг, але менш швидкісний доступ до даних.)
Розрядність (визначає кількість інформації, якої може обмінятися процесор з оперативною пам'яттю за один такт. Параметр цей вимірюється в бітах. Параметр розрядності впливає на обсяг можливої оперативної пам'яті - 32-х бітний процесор може працювати тільки з 4 Гб оперативної пам'яті.)
продуктивність
споживана потужність
Розміри
вартість
Класи завдань, на які розраховані
Порівняльні характеристики продуктивності процесорів, споживаної потужності і швидкостей обміну даними представлені в таблицях
(Мфлопс - мільйон операцій з плаваючою крапкою в секунду)
Чималий внесок у загальну продуктивність процесора і ефективність його роботи вкладає і структура меж'ядерних зв'язків і організація підсистеми пам'яті, зокрема кеш-пам'яті
процесор CSX700
Архітектура процесора CSX700 була розроблена для вирішення так званої проблеми масо-габаритних показників і споживаної потужності (Size, Weight and Power (SWAP)), яка, як правило, є основною для вбудованих високопродуктивних додатків. Шляхом інтегрування процесорів, системних інтерфейсів і вбудованої пам'яті з корекцією помилок, CSX700 є досить економічне, надійне і продуктивне рішення, що відповідає вимогам сучасних додатків.
Архітектура процесора оптимізована для роботи із застосуванням масового паралелізму даних і спроектована з високим ступенем ефективності і надійності. Архітектура націлена на інтелектуальну обробку сигналів і обробку зображень в тимчасовій і частотній областях.
Кристал CSX700 містить 192 високопродуктивних процесорних ядра, Вбудовану буферну пам'ять розміром 256 кбайт (два банки по 128 кбайт), кеш даних і кеш команд, ECC-захист внутрішньої і зовнішньої пам'яті, Вбудований контроллер прямого доступу в пам'ять. Для забезпечення накрісталь-ної і межкрістальной мережі використовується технологія ClearConnect NoC (рис. 11).
Процесор складається з двох відносно незалежних модулів MTAP (MultiThreaded Array Processor - багатопотокових процесорний масив), що містять кеші інструкцій, даних, блоки керування процесорними елементами, і набір з 96 обчислювальних ядер (рис. 12).
Рис. 12. Структура MTAP-блоку
Кожне ядро \u200b\u200bмає подвійний блок обчислень з плаваючою точкою (додавання, множення, ділення, обчислення квадратного кореня, підтримуються числа одинарної і подвійної точності), 6 кбайт високопродуктивної оперативної пам'яті, 128-байтний регістровий файл. Підтримується 64-бітове віртуальний адресний простір і 48-бітове реальне.
Технічні характеристики процесора:
тактова частота ядер 250 МГц;
96 Гфлоп для даних подвійний або одинарної точності;
підтримує 75 Гфлоп при тесті перемноження матриць подвійної точності (DGEMM);
продуктивність цілочисельних операцій 48 ШАОс;
розсіює потужність 9 Вт;
пропускна здатність внутрішніх шин пам'яті 192 Гбайт / с;
дві зовнішні шини пам'яті 4 Гбайт / с;
швидкість обміну даними між окремими процесорами 4 Гбайт / с;
інтерфейси PCIe, 2 · DDR2 DRAM (64 біта).
Розроблений для систем з низьким енергоспоживанням, даний процесор працює на відносно низькій тактовій частоті і має механізм управління частотою, який дозволяє регулювати продуктивність додатків в умовах певного енергоспоживання і теплового оточення.
CSX700 підтримується професійним середовищем розробки (SDK) на основі технології Eclipse з візуальними засобами налагодження додатків, що базується на оптимізованому компіляторі ANSI C з розширеннями для паралельного програмування. На додаток до стандартної бібліотеці З йде набір оптимізованих бібліотек з такими функціями, як БПФ, BLAS, LAPACK і ін.
сучасні процесори Intel і AMD
Сучасний ринок процесорів ділять два головні конкуренти - Intel і AMD.
Процесори від компанії Intel, сьогодні вважаються найбільш продуктивними, завдяки сімейству Core i7 Extreme Edition. Залежно від моделі вони можуть мати до 6 ядер одночасно, тактову частоту до 3300 МГц і до 15 Мб кеш пам'яті L3. Найпопулярніші ядра в сегменті настільних процесорів створюються на основі Intel - Ivy Bridge і Sandy Bridge.
У процесорах компанії Intel застосовуються фірмові технології власної розробки для підвищення ефективності роботи системи.
1. Hyper Threading - За рахунок цієї технології, кожна фізична ядро \u200b\u200bпроцесора здатне обробляти по два потоки обчислень одночасно, виходить, що число логічних ядер фактично подвоюється.
2. Turbo Boost - Дозволяє користувачеві зробити автоматичний розгін процесора, не перевищуючи при цьому максимально допустиму межу робочої температури ядер.
3. Intel QuickPath Interconnect (QPI) - Кільцева шина QPI з'єднує всі компоненти процесора, за рахунок цього зводяться до мінімуму всі можливі затримки при обміні інформацією.
4. Visualization Technology - Апаратна підтримка рішень віртуалізації.
5. Intel Execute Disable Bit - Практично антивірусна програма, Вона забезпечує апаратну захист від можливих вірусних атак, в основі яких лежить технологія переповнення буфера.
6. Intel SpeedStep-Інструмент дозволяє змінювати рівень напруги і частоти в залежності від створюваної навантаження на процесор.
Core i7 - на даний момент топова лінія компанії
Core i5 - відрізняються високою продуктивністю
Core i3 - невисока ціна, висока / середня продуктивність
самі швидкі процесори фірми AMD все ж повільніше, ніж найшвидші процесори Intel (дані на листопад 2010). Але завдяки своєму оптимальному співвідношенню ціни і якості, процесори AMD, В основному для настільних ПК, є прекрасною альтернативою процесорам Intel.
Для процесорів Athlon II і Phenom II важливим є не тільки тактова частота, але і кількість ядер процесора. Athlon II і Phenom II в залежності від моделі можуть мати два три або чотири ядра. Модель з шістьма ядрами - тільки серія Highend Phenom II.
Більшість сучасних процесорів створених компанією AMD за замовчуванням підтримують такі технології:
1. AMD Turbo CORE - Ця технологія покликана автоматично регулювати продуктивність всіх ядер процесора, за рахунок керованого розгону (подібна технологія у компанії Intel має назву TurboBoost).
2. AVX (Advanced Vector Extensions), ХОР і FMA4 - Інструмент, який має розширений набір команд, спеціально створених для роботи з числами з плаваючою точкою. Однозначно корисний інструментарій.
3. AES (Advanced Encryption Standard) - В програмних додатках використовують шифрування даних, підвищує продуктивність.
4. AMD Visualization (AMD-V) - Ця технологія віртуалізації, допомагає забезпечити поділ ресурсів одного комп'ютера між декількома віртуальними машинами.
5. AMD PowcrNow! - Технологія управління живленням. Вона допомагають користувачеві домогтися підвищення продуктивності, за рахунок динамічної активації і деактивації частини процесора.
6. NX Bit - Унікальна антивірусна технологія, яка допомагає запобігти інфікуванню персонального комп'ютера певними видами шкідливих програм.
Використання в ГІС
Геоінформаційні системи - багатофункціональні засоби аналізу зведених воєдино табличних, текстових та картографічних даних, демографічної, статистичної, земельної, муніципальної, адресної та іншої інформації. Багатоядерні процесори необхідні для швидкої обробки різних видів інформації, так як вони значно прискорюють і розподіляють роботу програм.
ВИСНОВОК
Перехід до багатоядерним процесорам стає основним напрямком підвищення продуктивності. На даний момент найпоширенішим вважається 4-х і 6-й ядерні процесори. Кожне ядро \u200b\u200bсприймається системою як окремий, самостійний процесорів, з усім необхідним набором функцій. Технологія багатоядерних процесорів, дозволила распараллелить операції обчислення, внаслідок чого підвищився показник швидкодії ПК.
http://www.intuit.ru/department/hardware/mcoreproc/15/
http://kit-e.ru/articles/build_in_systems/2010_2_92.php
http://softrew.ru/instructions/266-sovremennye-processory.html
http://it-notes.info/centralnyj-processor/
http://www.mediamarkt.ru/mp/article/AMD,847020.html
Переваги багатоядерних процесорів
Можливість розподіляти роботу програм, наприклад, основних завдань додатків і фонових завдань операційної системи, за кількома ядер;
Збільшення швидкості роботи програм;
Процеси, що вимагають інтенсивних обчислень, протікають набагато швидше;
Більш ефективне використання вимогливих до обчислювальних ресурсів мультимедійних додатків (наприклад, відеоредакторів);
Зниження енергоспоживання;
Робота користувача ПК стає більш комфортною;