Але з підкоренням нових вершин показників частоти, нарощувати її стало важче, так як це позначалося на збільшенні TDP процесорів. Тому розробники стали вирощувати процесори в ширину, а саме додавати ядра, так і виникло поняття багатоядерності.
Ще буквально 6-7 років тому, про багатоядерності процесорів практично не було чутно. Ні, багатоядерні процесори від тієї ж компанії IBM існували і раніше, але поява першого двоядерного процесора для настільних комп'ютерів , Відбулося лише в 2005 році, і називався цей процесор Pentium D. Також, в 2005 році був випущений двух'ядернік Opteron від AMD, але для серверних систем.
У даній статті, ми не будемо детально вникати в історичні факти, а будемо обговорювати сучасні багатоядерні процесори як одну з характеристик CPU. А головне - нам потрібно розібратися з тим, що ж дає ця багатоядерність в плані продуктивності для процесора і для нас з вами.
Збільшення продуктивності за рахунок багатоядерності
Принцип збільшення продуктивності процесора за рахунок декількох ядер, полягає в розбитті виконання потоків (різних завдань) на кілька ядер. Узагальнюючи, можна сказати, що практично кожен процес, запущений у вас в системі, має кілька потоків.
Відразу обмовлюся, що операційна система може віртуально створити для себе безліч потоків і виконувати це все як би одночасно, нехай навіть фізично процесор і одноядерний. Цей принцип реалізує ту саму багатозадачність Windows (наприклад, одночасне прослуховування музики і набір тексту).
Візьмемо для прикладу антивірусну програму. Один потік у нас буде сканування комп'ютера, інший - оновлення антивірусної бази (ми все дуже спростили, щоб зрозуміти загальну концепцію).
І розглянемо, що ж буде в двох різних випадках:
а) Процесор одноядерний. Так як два потоки виконуються у нас одночасно, то потрібно створити для користувача (візуально) цю саму одночасність виконання. Операційна система, робить хитро:відбувається перемикання між виконанням цих двох потоків (ці перемикання миттєві і час йде в мілісекундах). Тобто, система трохи «повиполняла» оновлення, потім різко переключилася на сканування, потім назад на оновлення. Таким чином, для нас з вами створюється враження одночасного виконання цих двох завдань. Але що ж втрачається? Звичайно ж, продуктивність. Тому давайте розглянемо другий варіант.
б) Процесор багатоядерний. В даному випадку цього перемикання не буде. Система чітко буде посилати кожен потік на окреме ядро, що в результаті дозволить нам позбутися від згубного для продуктивності перемикання з потоку на потік (ідеалізуємо ситуацію). Два потоку виконуються одночасно, в цьому і полягає принцип багатоядерності і багатопоточності. В кінцевому підсумку, ми набагато швидше виконаємо сканування і оновлення на багатоядерному процесорі, ніж на одноядерному. Але тут є заковика - в повному обсязі програми підтримують багатоядерність. Не кожна програма може бути оптимізована таким чином. І все відбувається далеко не так ідеально, наскільки ми описали. Але з кожним днем \u200b\u200bрозробники створюють все більше і більше програм, у яких прекрасно оптимізований код, під виконання на багатоядерних процесорах.
Чи потрібні багатоядерні процесори? повсякденне резонність
при виборі процесора для комп'ютера (а саме при міркуванні про кількість ядер), слід визначити основні види завдань, які він буде виконувати.
Для поліпшення знань в сфері комп'ютерного заліза, можете ознайомиться з матеріалом про сокети процесорів .
Точкою старту можна назвати двоядерні процесори, так як немає сенсу повертатися до одноядерним рішенням. Але і двоядерні процесори бувають різні. Це може бути не «самий» свіжий Celeron, а може бути Core i3 на Ivy Bridge, точно так само і у АМД - Sempron або Phenom II. Природно, за рахунок інших показників продуктивність у них буде дуже відрізнятися, тому потрібно дивитися на все комплексно і зіставляти багатоядерність з іншими характеристиками процесорів.
Наприклад, у Core i3 на Ivy Bridge, в наявності є технологія Hyper-Treading, що дозволяє обробляти 4 потоки одночасно (операційна система бачить 4 логічних ядра, замість 2-ух фізичних). А той же Celeron таких не похвалиться.
Але повернемося безпосередньо до роздумів щодо необхідних завдань. Якщо комп'ютер необхідний для офісної роботи і серфінгу в інтернеті, то йому з головою вистачить двоядерного процесора.
Коли мова заходить про ігровий продуктивності, то тут, щоб комфортно почувати себе в більшості ігор необхідно 4 ядра і більш. Але тут спливає та сама заковика: далеко не всі ігри мають оптимізованим кодом під 4-ох ядерні процесори, а якщо і оптимізовані, то не так ефективно, як би цього хотілося. Але, в принципі, для ігор зараз оптимальним рішенням є саме 4-их ядерний процесор.
На сьогоднішній день, ті ж 8-ми ядерні процесори AMD, для ігор надлишкові, надлишково саме кількість ядер, а ось продуктивність не дотягує, але у них є інші переваги. Ці самі 8 ядер, дуже сильно допоможуть в задачах, де необхідна потужна робота з якісної багатопотокової навантаженням. До такої можна віднести, наприклад рендеринг (прорахунок) відео, або ж серверні обчислення. Тому для таких завдань необхідні 6, 8 і більше ядер. Та й незабаром гри зможуть якісно вантажити 8 і більше ядер, так що в перспективі, все дуже райдужно.
Не варто забувати про те, що залишається маса завдань, що створюють однопоточні навантаження. І варто задати собі питання: чи потрібен мені цей 8-ми ядерник чи ні?
Підводячи невеликі підсумки, ще раз зазначу, що переваги багатоядерності проявляються при «важкої» обчислювальної багатопотокової роботі. І якщо ви не граєте в ігри з захмарними вимогами і не займаєтеся специфічними видами робіт вимагають хорошої обчислювальної потужності, то витрачатися на дорогі багатоядерні процесори, просто немає сенсу (
В останні роки виробники процесорів не прагнуть до досягнення максимальної тактової частоти - замість цього вони нарощують міць CPU, збільшуючи кількість ядер.
Розповімо, чи виграють користувачі при покупці нових багатоядерних чіпів.
Перший багатоядерний чіп був випущений в 2001 році. Процесор під назвою Power4 від компанії IBM міг похвалитися двома 64бітние ядрами на основі мікроархітектури PowerPC, але застосовувався виключно для вирішення вузькопрофільних завдань. Користувачам же персональних ПК довелося чекати появи двоядерного CPU ще довгих чотири роки. Нарешті, в травні 2005-го, відразу слідом за двоядерним 64-бітовим мікропроцесором
Opteron для серверних систем від компанії AMD, вийшов у світ двоядерний Intel Pentium D для домашніх персональних комп'ютерів. У листопаді 2007 року переполох в комп'ютерній індустрії влаштувала компанія AMD, якій вдалося вмістити чотири ядра на одному кристалі, в результаті чого було створено процесор AMD Phenom Х4 з мікроархітектури К10. Втім, через огріхи розробки нового творіння повноцінної революції не вийшло, а головним гравцем на ринку в той час стала фірма Intel, Запустивши в продаж перший «чотирьохядерник» Intel Core 2 Quad.
У 2009 році в продуктових лінійках двох давніх конкурентів відбулися істотні зміни. На зміну застарілому сімейству Intel Core 2 Duo прийшли нові процесори Intel серій Core i3, i5 і i7. Вони обзавелися мікроархітектури Sandy Bridge і виробляються по 32-нанометровому техпроцесу. Також 14 жовтня 2011 року побачило світло новий шестиядерний процесор Intel Core i7-3960X на базі архітектури Sandy Bridge-E, Який є на сьогоднішній день найшвидшим CPU від компанії Intel для домашніх користувачів. Тим часом AMD істотно допрацювала свій чотирьохядерний Phenom Х4, збільшивши обсяг кеш-пам'яті і освоївши 45-нанометровий технологічний процес, А в квітні 2010 року анонсувала «шестиядерники» AMD Phenom II Х6 під кодовим ім'ям Thuban, який дозволив не даси Intel занадто далеко вперед. Більш того, зовсім недавно відбулася презентація процесорів AMD на основі новітньої мікроархітектури Bulldozer. Одним з найважливіших нововведень є модульний принцип розташування ядер в системі х86 - по два на кожному модулі. Завдяки цій особливості компанії нескладно вибудувати модельний ряд, пропонуючи рішення з різними кількістю обчислювальних блоків і тактовою частотою. У світлі своїх останніх творінь компанія AMD налаштована на серйозне протистояння з процесорами Intel.
Ми протестували і порівняли продуктивність топових чотирьох-, шести- і восьмиядерних CPU від Intel і AMD і вирішили розібратися, чи варто взагалі сьогодні переплачувати за зайві ядра.
паралельні обчислення
Ще при появі перших процесорів виробники намагалися максимально збільшити їх потужність. У 1995 році університетом Вашингтона була висунута ідея підтримки «одночасної багатопоточності», яка була підхоплена і реалізована компанією Intel у вигляді технології Hyper-Threading. На практиці це виглядало як поділ одного фізичного CPU на два віртуальних і значна оптимізація роботи процесора. Першим мікрочіпом з підтримкою даної технології став Intel Pentium 4, виготовлений 14 листопада 2002 року. За словами представників компанії, впровадження технології Hyper-Threading разом з необхідним збільшенням площі кристала на 5% дозволило підвищити продуктивність чіпа на 15-30%. Правда, дані цифри безпосередньо залежали від програм, що використовуються для обчислень. Якщо говорити про створення аналогічної технології з боку AMD, то тут компанія Intel значно випередила своїх конкурентів.
ПЕРЕВАГИ багатоядерних.
Отже, створення багатоядерних процесорів можна вважати логічним розвитком технології HyperThreading. Виробники намагаються розділити роботу CPU на безліч потоків, які процесорні ядра зможуть обробляти паралельно. Однак для цього багатоядерність повинна повністю підтримуватися не тільки операційною системою, але і конкретними програмами. Зараз же, незважаючи на домінування «многоядерніков» на ринку, кількість оптимізованих під них додатків мінімально. Зазвичай тут йдеться про мультимедійні або вузькоспеціалізованих програмах, які, в більшості своїй, «дружать» з новими процесорами і використовують всю міць їх ядер. З ігровими продуктами ситуація наступна: багато ігор вже оптимізовані для роботи з двома і чотирма ядрами, а згодом будуть використовуватися і багатоядерні ресурси сучасних CPU. Поки ж найбільш практично і актуально в світі комп'ютерів виглядають процесори з чотирма ядрами, а шести- і восьмиядерні чіпи, мабуть, варто купувати лише в тому випадку, якщо ви збираєтеся запускати на своїй системі програми з підтримкою багатопоточності.
МІНУСИ багатоядерних CPU
Недоліків у шести- і восьмиядерних процесорів куди більше. Одним з найважливіших є значне енергоспоживання, а значить, сильне тепловиділення і високі температури чіпа при роботі під навантаженням. Виробники борються з цим, освоюючи все більш «тонкі» технологічні процеси і розробляючи досконаліші схеми живлення. Також гальмує масовий розвиток «многоядерніков» вже згаданий дефіцит відповідного програмного забезпечення: Велика частина потенціалу мікрочіпа залишається просто нереалізованою. Крім того, собівартість багатоядерних процесорів поки обумовлює аж ніяк не привабливу для рядового користувача ціну, яка теж стримує попит.
Результати тестування: Intel - швидше, AMD - вигідніше
Для тестування ми вибрали найкращі багатоядерні процесори від компаній Intel і AMD різних категорій. Найбільш цікавим нам здавалося протистояння «велетнів», тільки що зійшли з конвеєра, - першого в світі восьмиядерного чіпа AMD FX-8150 на базі мікроархітектури Bulldozer і потужного «шестиядерники» Intel Core i7-3960X. На жаль, ніякої боротьби не вийшло: чіп від Intel на базі мікроархітектури Sandy Bridge-E значно випередив за продуктивністю грізний, здавалося б, «бульдозер» AMD. Більш того, новий процесор від AMD зазнав нищівної поразки на всіх фронтах, програвши за підсумками двох тестів навіть далеко не новому AMD Phenom II Х4 980 BE з чотирма ядрами.
Приємно здивував ще один чотирьохядерний CPU - Intel Core i7 2600К. Виготовлений на початку минулого року, він лише трохи відстав по продуктивності від свого старшого «побратима» - і це при тому, що останній варто в три рази дорожче. Ще один надзвичайно дорогий шестиядерний CPU Intel Core i7-990X лінійки Extreme Edition показував непогані результати при тестуванні, але в підсумку програв більш дешевому чотирьохядерному чіпу Intel Core i7-2600K. А найефективніше, як не дивно, багатоядерність виявилася реалізована у шестиядерного AMD Phenom II Х6 HOOT Black Edition, який при досить демократичною ціною в тесті Gordian Knot примудрився виграти цілих 39 с (29%) у заклятих суперників Intel Core i73960Х і Intel Core i7- 2600K. Останні, щоправда, трохи відігралися в заключному раунді, набравши трохи більше FPS в грі Unreal Tournament III, яка забезпечує підтримку багатоядерних CPU.
Таким чином, якщо мова йде про абсолютну потужності центрального процесора незалежно від його вартості, тут немає рівних сучасним чіпам від компанії Intel. Якщо ж ми спробуємо теоретично підрахувати ефективність роботи конкретного? CPU від кожної витраченої на його покупку копійки, то виграють якраз моделі виробництва AMD в цілому і шестиядерний AMD Phenom II Х6 1100Т Black Edition зокрема.
Тенденції розвитку: що обіцяє нам майбутнє?
Як буде виглядати комп'ютерний мікропроцесор через кілька дет? Давайте спробуємо зазирнути в майбутнє, грунтуючись на відомих сьогодні розробках і планах виробників. Компанія Intel залишається вірною своїй стратегії «Тік-Так» і використовує плавний перехід на нові микроархитектуру і технологічний процес. В рамках етапу «Так» була представлена \u200b\u200bSandy Bridge-E, тепер же наступним етапом «Тік» в нинішньому році стане перемикання виробництва на 22-нанометровий технологічний процес за допомогою унікальних тривимірних транзисторів Intel 3D Tri-Gate і випуск нових восьмиядерних процесорів на базі мікроархітектури Ivy Bridge. Однак одночасно йде робота готівка наступними етапами створення CPU: не так давно виконавчий директор Intel Пол Отелліні заявив, що компанія вже закінчила розробку архітектури Haswell, яка повинна стати наступником Ivy Bridge в 2013 році.
У фірми AMD на ринку центральних процесорів розробки, схоже, просуваються зі складнощами. Анонсований раніше випуск CPU Komodo несподівано був скасований - на зміну їм прийде нове сімейство багатоядерних (до восьми включно) чіпів AMD Vishera на основі архітектури Piledriver (логічний розвиток системи Bulldozer) і нової платформи Volan.
Аналітики припускають, що в найближчі роки нинішня модель процессоростроения не зміниться. У Кремній, якому вже давно пророкують «вихід на пенсію», залишиться основною будівельною
одиницею. Втім, йому дихають у спину нові цікаві елементи, наприклад графон - кристал вуглецю з мініатюрною товщиною в один атом. А в більш віддаленій перспективі процесори зіткнуться з революційними змінами, що призведе до появи квантових, оптичних і навіть молекулярних комп'ютерів.
Це цікаво: експериментальні багатоядерні чіпи
2006 рiк. Intel представила прототип 80-ядерного CPU, виготовленого по 32-нанометровим технологічним процесом.
2009 рік. Компанія Tilera продемонструвала прототип серверного 100-ядерного процесора, в якому кожне ядро \u200b\u200bявляє собою окремий чіп з кеш-пам'яттю першого і другого рівнів.
2009 рік. Intel показала «хмарний» комп'ютер, який представляє собою 48-ядерний CPU. При цьому всі 48 ядер такого ПК повідомляються між собою як мережеві вузли.
2011 рік. Intel розробила нову мікроархітектуру Many Integrated Core (MIC). Нові процесори на її основі отримають більше 50 ядер і почнуть проводитися по 22-нанометровому техпроцесу вже в 2012 році.
2011 рік. Компанія Adapteva представила 64-ядерні мікропроцесори Epiphany IV, які показують продуктивність до 70 гігафлопс (кількість операцій з плаваючою комою в секунду), при цьому споживаючи менше 1 Вт електроенергії. Дані чіпи не можуть бути використані в якості центральних процесорів, однак компанія Adapteva пропонує застосовувати їх в якості співпроцесора для таких складних завдань, як розпізнавання осіб або жестів користувача.
2012 рік. Компанія ZiiLabs - дочірнє підприємство Creative Technology - анонсувала 100-ядерну систему на чіпі ZMS-40. Пікова продуктивність системи при обчисленнях з плаваючою комою склала 50 гігафлопс.
Мобільні чотириядерні процесори
В кінці минулого року компанія NVIDIA грунтовно схвилювала всіх ентузіастів випуском мобільного процесора NVIDIA Tegra 3, який має в своєму розпорядженні п'ятьма ядрами Cortex А9. Чотири з них працюють на частоті 1,4 ГГц, але активуються лише в разі потреби, а
додаткове, п'яте ядро, розганяючись до 500 МГц, функціонує постійно і служить для вирішення простих завдань. Шукайте якісні, робочі проксі листи, можна купити свіжі списки проксі за мінімальною ціною. Подібна технологія дозволяє значно знизити енергоспоживання CPU. Першим пристроєм на основі нового процесора став планшет ASUS Transformer Prime. Крім того, не варто забувати про амбітні плани компанії AMD, яка, зокрема, обіцяє випустити в цьому році чотирьохядерний мобільний чіп з вбудованим графічним ядром під кодовою назвою Trinity з підтримкою DirectX 11.
*** *** |
***
... в процесі розвитку кількість ядер буде ставати все більше і більше.
(розробники Intel)
ще core, так ще core, Та ще багато, багато core!..
... Ще зовсім недавно ми не чули і не відали про багатоядерних процесорах, а сьогодні вони агресивно витісняють одноядерні. Почався бум багатоядерних процесорів, який поки - злегка! - стримують їх порівняно високі ціни. Але ніхто вже не сумнівається, що майбутнє - саме за багатоядерними процесорами! ..
Що таке ядро \u200b\u200bпроцесора
У центрі сучасного центрального мікропроцесора ( CPU - скор. від англ. central processing unit - центральне обчислювальний пристрій) знаходиться ядро \u200b\u200b( core) - кристал кремнію площею приблизно один квадратний сантиметр, на якому за допомогою мікроскопічних логічних елементів реалізована принципова схема процесора, так звана архітектура (chip architecture).
Ядро пов'язано з іншою частиною чіпа (званої «упаковка», CPU Package) За технологією «фліп-чіп» ( flip-chip, flip-chip bonding - перевернуте ядро, кріплення методом перевернутого кристала). Ця технологія отримала таку назву, тому що звернена назовні - видима - частина ядра насправді є його «дном», - щоб забезпечити прямий контакт з радіатором кулера для кращої тепловіддачі. Зі зворотного (невидимої) сторони знаходиться сам «інтерфейс» - з'єднання кристала і упаковки. З'єднання ядра процесора з упаковкою виконано за допомогою стовпчикових висновків ( Solder Bumps).
Ядро розташоване на текстолітової основі, по якій проходять контактні доріжки до «ніжок» (контактних площадок), залито термічним інтерфейсом і закрито захисною металевою кришкою.
Перший (природно, одноядерний!) Мікропроцесор Intel 4004 був представлена \u200b\u200b15 листопада 1971 р корпорацією Intel. Він містив 2300 транзисторів, працював на тактовій частоті 108 кГц і коштував $ 300.
Вимоги до обчислювальної потужності центрального процесора постійно росли і продовжують зростати. Але якщо раніше виробникам процесорів доводилося постійно підлаштовуватися під поточні нагальні (вічно зростаючі!) Запити користувачів, то тепер чипмейкери йдуть з ве-е-о-льшим випередженням!
Довгий час підвищення продуктивності традиційних одноядерних процесорів в основному відбувалося за рахунок послідовного збільшення тактової частоти (близько 80% продуктивності процесора визначала саме тактова частота) з одночасним збільшенням кількості транзисторів на одному кристалі. Однак подальше підвищення тактової частоти (при тактовій частоті понад 3,8 ГГц чіпи просто перегріваються!) Впирається в ряд фундаментальних фізичних бар'єрів (оскільки технологічний процес майже впритул наблизився до розмірів атома: сьогодні процесори випускаються по 45-нм технології, а розміри атома кремнію - приблизно 0,543 нм):
По-перше, зі зменшенням розмірів кристала і з підвищенням тактової частоти зростає струм витоку транзисторів. Це веде до підвищення споживаної потужності і збільшення викиду тепла;
По-друге, переваги більш високої тактової частоти частково зводяться нанівець через затримки при зверненні до пам'яті, так як час доступу до пам'яті не відповідає зростаючим тактовим частотам;
По-третє, для деяких додатків традиційні послідовні архітектури стають неефективними зі зростанням тактової частоти через так званого «фон-неймановского вузького місця» - обмеження продуктивності в результаті послідовного потоку обчислень. При цьому зростають резистивної-ємнісні затримки передачі сигналів, що є додатковим вузьким місцем, пов'язаним з підвищенням тактової частоти.
Застосування багатопроцесорних систем також не набуло широкого поширення, так як вимагає складних і дорогих багатопроцесорних материнських плат. Тому було вирішено домагатися подальшого підвищення продуктивності мікропроцесорів іншими засобами. Найефективнішим напрямом була визнана концепція многопоточности, Що зародилася в світі суперкомп'ютерів, - це одночасна паралельна обробка декількох потоків команд.
Так в надрах компанії Intel народилася Hyper-Threading Technology (HTT) - технологія сверхпоточной обробки даних, яка дозволяє процесору виконувати в одноядерному процесорі паралельно до чотирьох програмних потоків одночасно. Hyper-threading значно підвищує ефективність виконання ресурсоємних додатків (наприклад, пов'язаних з аудіо- та відеоредагування, 3D-моделювання), а також роботу ОС в багатозадачному режимі.
процесор Pentium 4 з включеним Hyper-threading має одне фізичне ядро, яке розділене на два логічних, Тому операційна система визначає його, як два різних процесора (замість одного).
Hyper-threading фактично стала трампліном до створення процесорів з двома фізичними ядрами на одному кристалі. У 2-ядерному чіпі паралельно працюють два ядра (два процесори!), Які при меншій тактовій частоті забезпечують б пробільшу продуктивність, оскільки паралельно (одночасно!) виконуються два незалежних потоку інструкцій.
Здатність процесора виконувати одночасно кілька програмних потоків називається паралелізмом на рівні потоків (TLP – thread-level parallelism). необхідність в TLP залежить від конкретної ситуації (в деяких випадках вона просто марна!).
Основні проблеми створення процесорів
Кожне ядро \u200b\u200bпроцесора має бути незалежним, - з незалежним енергоспоживанням і керованої потужністю;
Ринок програмного забезпечення повинен бути забезпечений програмами, здатними ефективно розбивати алгоритм розгалуження команд на парне (для процесорів з парною кількістю ядер) або на непарну (для процесорів з непарним кількістю ядер) кількість потоків;
…
За повідомленням прес-служби AMD, На сьогодні ринок 4-ядерних процесорів становить не більше 2% від загального обсягу. Очевидно, що для сучасного покупця придбання 4-ядерного процесора для домашніх потреб поки майже не має сенсу з багатьох причин. По-перше, на сьогодні практично немає програм, здатних ефективно використовувати переваги 4-х одночасно працюючих потоків; по-друге, виробники позиціонують 4-ядерні процесори, як Hi-End-рішення, додаючи до оснащення найсучасніші відеокарти і об'ємні жорсткі диски, - а це в кінцевому рахунку ще більше збільшує вартість і без того недешевих …
розробники Intel кажуть: «... в процесі розвитку кількість ядер буде ставати все більше і більше ...».
***
Що чекає нас у майбутньому
У корпорації Intel вже говорять не про «мультиядерність» ( Multi-Core) Процесорів, як це робиться стосовно 2-, 4-, 8-, 16- або навіть 32-ядерних рішень, а про «багатоядерних» ( Many-Core), Маючи на увазі абсолютно нову архітектурну макроструктуру чіпа, порівнянну (але не схожу) з архітектурою процесора Cell.
структура такого Many-Core-чіпом має на увазі роботу з тим же набором інструкцій, але за допомогою потужного центрального ядра або декількох потужних CPU, «Оточених» безліччю допоміжних ядер, що допоможе більш ефективно обробляти складні мультимедійні додатки в багатопотоковому режимі. Крім ядер «загального призначення», процесори Intel будуть мати також спеціалізованими ядрами для виконання різних класів задач - таких, як графіка, алгоритми розпізнавання мови, обробка комунікаційних протоколів.
Саме таку архітектуру представив Джастін Раттнер ( Justin R. Rattner), Керівник сектора Corporate Technology Group Intel, На прес-конференції в Токіо. За його словами, таких допоміжних ядер в новому багатоядерному процесорі може налічуватися кілька дюжин. На відміну від орієнтації на великі, енергоємні обчислювальні ядра з великою тепловіддачею, багатоядерні кристали Intel будуть активізувати тільки ті ядра, які необхідні для виконання поточного завдання, тоді як інші ядра будуть відключені. Це дозволить кристалу споживати рівно стільки електроенергії, скільки потрібно в даний момент часу.
У липні 2008 р корпорація Intel повідомила, що розглядає можливість інтеграції в один процесор декількох десятків і навіть тисяч обчислювальних ядер. Провідний інженер компанії Енвар Галум ( Anwar Ghuloum) Написав у своєму блозі: «У кінцевому рахунку, я рекомендую скористатися наступним моїм радою ... розробники вже зараз повинні почати думати про десятки, сотні й тисячі ядер». За його словами, в даний момент Intel вивчає технології, які змогли б масштабувати обчислення «на ту кількість ядер, які ми поки не продаємо».
На думку Галум, в кінцевому рахунку успіх багатоядерних систем буде залежати від розробників, яким, ймовірно, доведеться змінити мови програмування і переписати всі існуючі бібліотеки.
Виявили неприємну проблему межі тактової частоти. Досягнувши порога в 3 ГГц, розробники зіткнулися з значним зростанням енергоспоживання і тепловиділення своїх продуктів. Рівень технологій 2004 року не дозволяв істотно зменшити розміри транзисторів в кремнієвому кристалі і виходом з ситуації, що склалася стала спроба не нарощувати частоти, а збільшити кількість операцій, які виконуються за один такт. Перейнявши досвід серверних платформ, де многопроцессорная компоновка вже була випробувана, було вирішено об'єднати два процесори на одному кристалі.
З тих пір пройшло чимало часу, в широкому доступі з'явилися ЦП з двома, трьома, чотирма, шістьма і навіть вісьмома ядрами. Але основну частку на ринку до цих пір займають 2 і 4-ядерні моделі. Змінити ситуацію намагаються в AMD, але їх архітектура Bulldozer не виправдала надій і бюджетні восьміядернікі все ще не дуже популярні в світі. Тому питання,що краще: 2 або 4-ядерний процесор, До сих пір залишається актуальним.
Різниця між 2 і 4-ядерним процесором
На апаратному рівніосновна відмінність 2-ядерного процесора від 4-ядерного - кількість функціональних блоків. Кожне ядро, по суті, являє собою окремий ЦП, оснащений своїми обчислювальними вузлами. 2 або 4 таких ЦП об'єднані між собою внутрішньої швидкісний шиною і загальним контролером пам'яті для взаємодії з ОЗУ. Інші функціональні вузли теж можуть бути загальними: у більшості сучасних ЦП індивідуальної є кеш-пам'ять першого (L1) і другого (L2) рівня, блоки цілочисельних обчислень і операцій з плаваючою комою. Кеш L3, що відрізняється відносно великим об'ємом, один і доступний всім ядер. Окремо можна відзначити вже згадані AMD FX (а також ЦП Athlon і APU серії A): у них загальними є не тільки кеш-пам'ять і контролер, а й блоки обчислень з плаваючою комою: кожен такий модуль одночасно належить двом ядрам.
схема чотириядерного процесора AMD Athlon
З користувальницької точки зорурізниця між 2 і 4-ядерним процесором полягає в кількості завдань, які ЦП може обробити за один такт. При однаковій архітектурі, теоретична різниця становитиме 2 рази для 2 і 4 ядер або 4 рази для 2 і 8 ядер, відповідно. Таким чином, при одночасній роботі декількох процесів, збільшення кількості повинно спричинити за собою зростання швидкодії системи. Адже замість 2 операцій чотирьохядерний ЦП за один момент часу зможе виконувати відразу чотири.
Чим обумовлена \u200b\u200bпопулярність двоядерних ЦП
Здавалося б, якщо збільшення числа ядер тягне за собою зростання продуктивності, то на тлі моделей з чотирма, шістьма або вісьмома ядрами у двухядерніков немає ніяких шансів. Проте, світовий лідер на ринку ЦП, компанія Intel, щороку оновлює асортимент своєї продукції і випускає нові моделі всього з парою ядер (Core i3, Celeron, Pentium). І це на тлі того, що навіть в смартфонах і планшетах на такі ЦП користувачі дивляться з недовірою або презирством. Щоб зрозуміти, чому найпопулярніші моделі - саме процесори з двома ядрами, слід врахувати кілька основних факторів.
Intel Core i3 - найпопулярніші 2-ядерні процесори для домашнього ПК
проблема сумісності. При створенні програмного забезпечення розробники прагнуть зробити так, щоб воно могло функціонувати як на нових комп'ютерах, так і вже існуючих моделях ЦП і ГП. З огляду на асортимент на ринку, важливо забезпечити, щоб гра нормально працювала і на двох ядрах, і на восьми. Більшість всіх існуючих домашніх ПК оснащені двоядерним процесором, Тому підтримки таких комп'ютерів приділяється найбільше уваги.
Складність розпаралелювання задач. Щоб забезпечити ефективне задіяння всіх ядер, обчислення, вироблені в процесі роботи програми, слід розділити на рівні потоки. Наприклад, завдання, яке може оптимально задіяти всі ядра, виділивши кожному з них по одному або два процеси - одночасна компресія декількох відеороликів. З іграми - складніше, так як всі виконувані в них операції взаємопов'язані. Незважаючи на те, що основну роботу виконує графічний процесор відеокарти, інформацію для формування 3d-картинки готує саме ЦП. Зробити так, щоб кожне ядро \u200b\u200bобробляло свою порцію даних, а потім подавало її ДП синхронно з іншими, досить складно. Чим більше одночасних потоків обчислень потрібно обробляти - тим важче реалізація завдання.
наступність технологій. Розробники програмного забезпечення використовують для своїх нових проектів вже існуючі напрацювання, котрі піддаються неодноразової модернізації. В окремих випадках доходить до того, що такі технології сягають корінням в минуле на 10-15 років. Розробка, заснована на проекті десятирічної давності, кардинальної переробки для ідеальної оптимізації піддається дуже неохоче, якщо не зовсім ніяк. Як наслідок, спостерігається нездатність софта раціонально використовувати апаратні можливості ПК. Гра S.T.A.L.K.E.R. Заклик Прип'яті, що вийшла в 2009 році (в епоху розквіту багатоядерних ЦП) побудована на движку 2001 року, тому не вміє навантажувати більше, ніж одне ядро.
S.T.A.L.K.E.R. повноцінно задіє тільки одне ядоро 4-ядерного ЦП
Така ж ситуація і з популярної онлайн-РПГ World of Tanks: движок Big World, на якому вона базується, створений в 2005 році, коли багатоядерні ЦП ще не сприймалися, як єдино можливий шлях розвитку.
World of Tanks теж не вміє розподіляти навантаження на ядра рівномірно
фінансові труднощі. Наслідком цієї проблеми є попередній пункт. Якщо створювати кожен додаток з нуля, без використання наявні технології, його реалізація обійдеться в нечувані суми. Наприклад, вартість розробки GTA V склала понад 200 млн доларів. При цьому, деякі технології все одно не були створені «з чистого аркуша», а запозичені з попередніх проектів, так як гра писалася під 5 платформ відразу (Sony PS3, PS4, Xbox 360 і One, а також ПК).
GTA V оптимізована під багатоядерність і вміє рівномірно завантажувати процесор
Всі ці нюанси не дозволяють в повній мірі використовувати потенціал багатоядерних процесорів на практиці. Взаємозалежність виробників апаратного забезпечення і розробників софта породжує замкнуте коло.
Який процесор краще: 2 або 4-ядерний
Очевидно, що при всіх перевагах потенціал багатоядерних процесорів досі залишається нереалізованим до кінця. Деякі завдання взагалі не вміють рівномірно розподіляти навантаження і працюють в один потік, інші - роблять це з посередньою ефективністю, і лише мала частка ПО повноцінно взаємодіють з усіма ядрами. Тому питання,який краще процесор, 2 або 4 ядра, Купити, вимагає уважного вивчення поточної ситуації.
На ринку представлені продукти двох виробників: Intel і AMD, що відрізняються особливостями реалізації. Advanced Micro Devices традиційно роблять упор на багатоядерність, в той час як «Інтел» неохоче йдуть на такий крок і нарощують кількість ядер тільки якщо це не призводить до зниження питомої продуктивності в розрахунку на ядро \u200b\u200b(уникнути якого дуже складно).
Збільшення кількості ядер знижує підсумкову продуктивність кожного з них
Як правило, загальна теоретична і практична продуктивність многоядерного ЦП нижче, ніж аналогічного (побудованого на такий же мікроархітектурі, з тим же техпроцессорм) з одним ядром. Викликано це тим, що ядра використовують загальні ресурси, і це не найкращим чином позначається на швидкодії. Таким чином, не можна просто придбати потужний чотири- або шесті'ядерний процесор з розрахунком на те, що він точно не буде слабкіше двоядерника з тієї ж серії. У деяких ситуаціях - буде, при тому відчутно. Як приклад можна привести запуск старих ігор на комп'ютері з восьмиядерна процесором AMD FX: FPS при цьому часом нижче, ніж на аналогічному ПК, але з чотирьохядерним ЦП.
Чи потрібна сьогодні багатоядерність
Чи означає це, що багато ядер не потрібно? Незважаючи на те, що висновок здається закономірним - немає. легкі повсякденні завдання (Такі як веб-серфінг або робота з декількома програмами одночасно) позитивно реагують на збільшення числа ядер процесора. Саме з цієї причини виробники смартфонів роблять упор на кількість, опускаючи на другий план питому продуктивність. Opera (і інші браузери на движку Chromium), Firefox запускають кожну відкриту вкладку у вигляді окремого процесу, відповідно, чим більше ядер - тим швидше перехід між вкладками. Файлові менеджери, офісні програми, Програвачі - самі по собі не є ресурсоємними. Але при потребі часто перемикатися між ними багатоядерний процесор дозволить підвищити продуктивність системи.
Браузер Opera кожній вкладці привласнює окремий процес
У компанії Intel усвідомлюють це, тому технологія HuperThreading, що дозволяє ядру обробляти другий потік силами невикористовуваних ресурсів, з'явилася ще за часів Pentium 4. Але вона не дозволяє в повній мірі компенсувати недолік продуктивності.
У «Диспетчері завдань» 2-ядерний процесор з Huper Threading відображається, як 4-ядерний
Творці ігор, тим часом, поступово надолужують згаяне. Поява нових поколінь консолей Sony Play Station і Microsoft Xbox простимулювало розробників приділяти більше уваги багатоядерності. Обидві приставки створені на базі восьмиядерних чіпів AMD, тому тепер програмістам не потрібно витрачати багато сил на оптимізацію при портировании гри на ПК. З ростом популярності цих консолей - з полегшенням змогли зітхнути і ті, хто розчарувався в придбанні AMD FX 8xxx. Многоядернікі посилено відвойовують позиції на ринку, про що можна переконатися на прикладі оглядів.
ПРИВІТ ДРУЗІ!
Напевно, багато хто з вас чули в рекламі комп'ютерів вираз «чотири ядра, чотири гіга», але не всі розуміють, що це означає. Сьогодні я спробую дати поняття, що таке ядра і з чим їх їдять.
При виборі нового комп'ютера важливо оцінити продуктивність комп'ютера.Одним з визначальних факторів для оцінки цієї характеристики є, вірніше, кількість ядер.
ядро процесора - це практично окремий мікропроцесор (обчислювальний центр). При кількості ядер більш одного роль центрального процесора полягає в розподілі завдань між ядрами і синхронізації їх роботи.
Багатоядерні процесори забезпечують виконання на комп'ютері без втрати його продуктивності одночасно декількох завдань.
Багатоядерний процесор можна порівняє з автомобілем - чим більше у нього коліс, тим краще розподіляється навантаження на грунт, тим легше пересуватися по важко прохідним місцевості.
Продуктивність комп'ютера. Ядро процесора.
При виборі нового комп'ютера потрібно визначитися, що ви плануєте робити на вашому комп'ютері, з якими програмами і додатками будете працювати. Від цього залежить, скільки ядер вам буде потрібно в процесорі для забезпечення нормальної продуктивності комп'ютера.
Для простого використання комп'ютера в домашніх умовах - (перегляд сайтів, спілкування в інтернеті, створення і редагування документів, перегляд відео, фотографій і інші прості операції), вам досить двох ядерного процесора (просто одне ядерні вже рідко зустрічаються).
Якщо ж вам потрібно буде записувати, редагувати і перекодувати відео, дивитися онлайн телебачення у високій якості, створювати відео презентації, працювати з програмою фотошоп і іншими ресурсоємними програмами, то при одночасній роботі з антивірусними програмами, Двох ядерний процесор може не потягнути. Програми будуть гальмувати, зависати, і працювати не коректно. Тоді вам потрібен 3-х або 4-х ядерний процесор. Перехід з 3-х ядерного процесора на 4-х ядерний процесор вже менш помітний щодо підвищення продуктивності, ніж з 2-х ядерного на 3-х ядерний. Так що, якщо ви не займаєтеся на комп'ютері професійною роботою, вам можна зупинитися на трьох ядерному процесорі.
Як же дізнатися, скільки ядер процесора, Якщо ви вибираєте його в магазині, а продавець не може сказати з цього приводу нічого зрозумілого?
Робиться на комп'ютері це досить просто. При перевірці працездатності комп'ютера потрібно натиснути правою кнопкою мишки на вільну праву частину панелі задач (смуги зі значками внизу монітора), і в меню вибрати рядок «Диспетчер завдань».
У вікні диспетчера задач натискаємо кнопку «Швидкодія». У правій частині буде одне або кілька віконець з графіком «Хронологія завантаження ЦП». Кількість таких віконець покаже кількість ядер в процесорі комп'ютера.
На зображенні показано два графіка хронології завантаження (обведені червоною рамкою). Значить процесор двох ядерний.
Якщо ви вибираєте комп'ютер в інтернеті або по каталогу, знайдіть марку центрального процесора. Копіюєте її і вводите в пошуковий рядок. Натискаєте «Enter», і ви зможете подивитися повну інформацію про даний процесорі.
Зупиніть свій вибір на тому продукті, центральний процесор якого буде відповідати вашим запитам і забезпечить потрібну продуктивність комп'ютераза прийнятну ціну.
Напишіть в коментарях вашу думку про публікацію. Підпишіться на отримання новин сайту в формі нижче статті.
З новим роком!
До зустрічі!
Отримуйте нові статті прямо на вашу пошту. Заповніть форму нижче і натисніть кнопку "Отримувати нові статті"