Dar odată cu cucerirea de noi vârfuri de indicatori de frecvență, a devenit mai greu să-l crești, deoarece acest lucru a afectat creșterea Procesoare TDP... Prin urmare, dezvoltatorii au început să crească procesoare în lățime, și anume să adauge nuclee, și așa a apărut conceptul de multi-core.
Cu doar 6-7 ani în urmă, practic nu se menționau procesoarele multi-core. Nu, au existat anterior procesoare multi-core de la aceeași companie IBM, dar apariția primului procesor dual-core pentru calculatoare desktop , a avut loc abia în 2005, iar acest lucru a fost numit procesor Pentium D. De asemenea, în 2005 a fost lansat un Opteron dual-core de la AMD, dar pentru sistemele server.
În acest articol, nu vom intra în detaliu în fapte istorice, dar vom discuta despre procesoarele moderne multi-core ca una dintre caracteristicile unui procesor. Și cel mai important, trebuie să ne dăm seama ce oferă acest multi-core în ceea ce privește performanța procesorului și a dvs. și a mea.
Performanță crescută datorită multi-core
Principiul creșterii performanței procesorului în detrimentul mai multor nuclee este împărțirea execuției threadurilor (diverse sarcini) în mai multe nuclee. În general, putem spune că aproape fiecare proces care rulează pe sistemul dvs. are mai multe fire.
Voi face imediat o rezervare sistem de operare poate crea virtual o multitudine de fire pentru el însuși și le poate realiza ca și cum ar fi simultan, chiar dacă este un procesor fizic și unul cu un singur nucleu. Acest principiu implementează multitasking-ul Windows (de exemplu, ascultarea simultană a muzicii și tastarea).
Luați, de exemplu, software-ul antivirus. Un flux va scana computerul, celălalt va actualiza baza de date antivirus (am simplificat totul foarte mult pentru a înțelege conceptul general).
Și să luăm în considerare ce se va întâmpla în două cazuri diferite:
a) Procesorul este single-core. Deoarece avem două fire care rulează simultan, trebuie să creăm pentru utilizator (vizual) această simultaneitate de execuție. Sistemul de operare face inteligent:există o comutare între executarea acestor două fire (aceste comutatoare sunt instantanee și timpul trece în milisecunde). Adică sistemul a „efectuat” puțin actualizarea, apoi a trecut brusc la scanare, apoi a revenit la actualizare. Astfel, tu și cu mine avem impresia că aceste două sarcini sunt îndeplinite simultan. Dar ce se pierde? Performanță, desigur. Deci, să ne uităm la a doua opțiune.
b) Procesor multi-core. În acest caz, acest comutator nu va avea loc. Sistemul va trimite în mod clar fiecare thread către un nucleu separat, ceea ce, ca rezultat, ne va permite să scăpăm de comutarea distructivă de performanță de la thread la thread (idealizăm situația). Două fire sunt executate în același timp, acesta este principiul multicore și multithreading. În cele din urmă, vom fi mult mai rapid în scanare și actualizare pe un procesor multi-core decât pe unul single-core. Dar există o problemă - nu toate programele acceptă multicore. Nu fiecare program poate fi optimizat în acest fel. Și totul este departe de a fi la fel de perfect precum am descris. Dar în fiecare zi dezvoltatorii creează tot mai multe programe care au un cod perfect optimizat pentru execuție pe procesoare multi-core.
Aveți nevoie de procesoare multi-core? Motivul cotidian
Cand selectarea procesorului pentru un computer (și anume, când vă gândiți la numărul de nuclee), ar trebui să determinați principalele tipuri de sarcini pe care le va îndeplini.
Pentru a îmbunătăți cunoștințele în domeniul hardware-ului computerului, puteți citi materialul despre prize de procesor .
Punctul de plecare poate fi numit procesoare dual-core, deoarece nu are rost să ne întoarcem la soluțiile single-core. Dar procesoarele dual-core sunt, de asemenea, diferite. Este posibil să nu fie cel mai „proaspăt” Celeron, dar poate fi Core i3 pe Ivy Bridge, la fel ca AMD - Sempron sau Phenom II. Bineînțeles, datorită altor indicatori, performanța lor va fi foarte diferită, deci trebuie să priviți totul în mod cuprinzător și să comparați multicore cu alții. caracteristicile procesoarelor.
De exemplu, Core i3 pe Ivy Bridge are tehnologia Hyper-Treading, care permite procesarea a 4 fire simultan (sistemul de operare vede 4 nuclee logice în loc de 2 fizice). Și același Celeron nu se laudă cu asta.
Dar să revenim direct la gândirea la sarcinile necesare. Dacă este necesar un computer pentru munca de birou și navigând pe internet, atunci este suficient pentru el un procesor dual-core.
Când vine vorba de performanța jocurilor, sunt necesare 4 sau mai multe nuclee pentru a vă simți confortabil în majoritatea jocurilor. Dar aici apare același obstacol: nu toate jocurile au cod optimizat pentru procesoarele cu 4 nuclee și, dacă sunt optimizate, nu atât de eficient pe cât ne-am dori. Dar, în principiu, pentru jocuri acum soluția optimă este tocmai a 4-a procesor nuclear.
Astăzi, aceleași procesoare AMD cu 8 nuclee sunt redundante pentru jocuri, numărul de nuclee este redundant, dar performanța nu rezista, dar au și alte avantaje. Aceleași 8 nuclee vor ajuta foarte mult în sarcini în care este necesară o muncă puternică cu lucrări multi-thread de înaltă calitate. Acestea includ, de exemplu, redarea (redarea) video sau calculul de pe server. Prin urmare, astfel de sarcini necesită 6, 8 sau mai multe nuclee. Și în curând jocurile vor putea încărca 8 sau mai multe nuclee de înaltă calitate, așa că, în viitor, totul este foarte roz.
Nu uitați că există o mulțime de sarcini care creează o încărcare cu un singur fir. Și merită să vă puneți o întrebare: am nevoie sau nu de acest 8-core?
Rezumând rezultate mici, aș dori să menționez încă o dată că avantajele multicorei apar în lucrările de calcul multithread "grele". Și dacă nu jucați jocuri cu cerințe exorbitante și nu faceți anumite tipuri de muncă care necesită o putere de calcul bună, atunci pur și simplu nu are rost să cheltuiți bani pe procesoare scumpe multi-core (
În ultimii ani, producătorii de procesoare nu s-au străduit să atingă maximul frecvența ceasului - în schimb, cresc puterea procesorului prin creșterea numărului de nuclee.
Permiteți-ne să vă spunem dacă utilizatorii vor beneficia de achiziționarea de noi cipuri multi-core.
Primul cip multi-core a fost lansat în 2001. Procesorul IBM Power4 avea două nuclee pe 64 de biți bazate pe microarhitectura PowerPC, dar a fost utilizat exclusiv pentru rezolvarea sarcinilor cu profil îngust. Utilizatorii de PC-uri personale au trebuit să aștepte apariția unui procesor dual-core pentru încă patru ani lungi. În cele din urmă, în mai 2005, imediat după microprocesorul dual-core pe 64 de biți
Opteron pentru sisteme server de la AMD, lansat dual-core Intel Pentium D pentru animale de companie calculatoare personale... În noiembrie 2007, o agitație în industria computerelor a fost cauzată de AMD, care a reușit să încapă patru nuclee pe o singură matriță, în urma căreia a fost creat procesorul AMD Phenom X4 cu microarhitectura K10. Cu toate acestea, din cauza defectelor în dezvoltarea unei noi creații, o revoluție cu drepturi depline nu a funcționat și, în acel moment, a devenit principalul jucător de pe piață. intel, care a lansat primul Intel Core 2 Quad „quad-core”.
În 2009 s-au înregistrat modificări semnificative în liniile de produse a doi concurenți de lungă durată. Familia învechită Intel Core 2 Duo a fost înlocuită de una nouă procesoare Intel seria de bază i3, i5 și i7. Au microarhitectură Podul cu nisip și sunt fabricate folosind o tehnologie de proces de 32 nanometri. Tot pe 14 octombrie 2011 a apărut lumina celui mai nou procesor Intel Core i7-3960X cu șase nuclee bazat pe arhitectură Sandy bridge-eCel mai rapid procesor Intel pentru utilizatorii casnici de astăzi. Între timp, AMD și-a îmbunătățit semnificativ Phenom X4 cu patru nuclee, mărind cantitatea de memorie cache și stăpânind 45 de nanometri proces tehnologic, iar în aprilie 2010 a anunțat „șase nuclee” AMD Phenom II X6 sub numele de cod Thuban, care i-a permis Intel să nu se lase prea departe. Mai mult, recent a existat o prezentare a procesoarelor AMD bazate pe cea mai recentă microarhitectură Bulldozer. Una dintre cele mai importante inovații este principiul modular al aranjării nucleelor \u200b\u200bîn sistemul x86 - două pe fiecare modul. Datorită acestei caracteristici, compania poate construi cu ușurință o gamă de modele, oferind soluții cu un număr diferit de unități de calcul și frecvențe de ceas. În lumina ultimelor sale creații, AMD este pregătit să preia procesoarele Intel.
Am testat și comparat performanța procesoarelor de ultimă generație cu patru, șase și opt nuclee de la Intel și AMD și am decis să ne dăm seama dacă merită să plătiți în exces pentru nuclee suplimentare astăzi.
Calcul paralel
Chiar și atunci când au apărut primele procesoare, producătorii au încercat să își maximizeze puterea. În 1995, Universitatea din Washington a propus ideea de a sprijini „multithreading simultan”, care a fost preluat și implementat de Intel sub forma tehnologie Hyper-Threading... În practică, părea să împartă un procesor fizic în două virtuale și să optimizeze semnificativ performanța procesorului. Primul microcip care a sprijinit această tehnologie a fost Intel Pentium 4, lansat pe 14 noiembrie 2002. Potrivit reprezentanților companiei, introducerea tehnologiei Hyper-Threading, împreună cu creșterea necesară a zonei matriței cu 5%, au sporit performanța cipului cu 15-30%. Este adevărat, aceste cifre depindeau direct de programele utilizate pentru calcule. Dacă vorbim despre crearea unei tehnologii similare din partea AMD, atunci aici Intel este semnificativ înaintea concurenților săi.
AVANTAJELE MULTI-CORE.
Deci creația procesoare multi-core poate fi considerată o dezvoltare logică a tehnologiei HyperThreading. Producătorii încearcă să împartă activitatea procesorului în mai multe fire, care nucleele procesorului va putea procesa în paralel. Cu toate acestea, pentru aceasta, multicore trebuie să fie pe deplin acceptat nu numai de sistemul de operare, ci și de programe specifice. Acum, în ciuda dominanței „multi-nucleelor” pe piață, numărul de aplicații optimizate pentru acestea este minim. De obicei aici vorbim despre multimedia sau programe extrem de specializate, care, în cea mai mare parte, sunt „prieteni” cu procesoare noi și folosesc toată puterea nucleelor \u200b\u200blor. Cu produsele pentru jocuri, situația este următoarea: multe jocuri sunt deja optimizate pentru a funcționa cu două și patru nuclee și, în timp, vor fi folosite și resurse multi-core ale procesorelor moderne. Între timp, procesoarele cu patru nuclee par cele mai practice și relevante din lumea computerelor, iar cipurile cu șase și opt nuclee, probabil, merită să le cumpărați doar dacă aveți de gând să rulați programe cu suport multithreading pe sistemul dvs.
CONTRA PROCESORULUI MULTI-CORE
Procesoarele cu șase și opt nuclee au mult mai multe dezavantaje. Unul dintre cele mai importante este consumul impresionant de energie, ceea ce înseamnă o disipare puternică a căldurii și temperaturi ridicate ale cipului atunci când funcționează sub sarcină. Producătorii se luptă cu acest lucru stăpânind procese tehnologice din ce în ce mai „delicate” și dezvoltând scheme de putere mai avansate. De asemenea, deficitul deja menționat al corespunzătorului software: cea mai mare parte a potențialului microcipului rămâne pur și simplu nerealizat. În plus, costul principal al procesoarelor multi-core determină în continuare prețul, care nu este atractiv pentru utilizatorul mediu, ceea ce constrânge și cererea.
Rezultatele testelor: Intel - mai rapid, AMD - mai profitabil
Pentru testare, am selectat cele mai bune procesoare multi-core de la Intel și AMD în diverse categorii. Cea mai interesantă pentru noi părea să fie confruntarea dintre „giganții” care tocmai ieșiseră de pe linia de asamblare - primul cip AMD FX-8150 cu opt nuclee din lume bazat pe microarhitectura Bulldozer și un puternic Intel Core i7-3960X cu șase nuclee. Din păcate, nu a existat nicio luptă: un cip de la Intel bazat pe microarhitectura Sandy Bridge-E a depășit semnificativ performanța aparent formidabilă „buldozer” AMD. În plus, procesor nou de la AMD a suferit o înfrângere zdrobitoare pe toate fronturile, pierzând în două teste chiar și departe de noul AMD Phenom II X4 980 BE cu patru nuclee.
Un alt procesor quad-core, Intel Core i7 2600K, a fost o surpriză plăcută. Lansat la începutul anului trecut, este doar puțin în urmă în performanță de la „fratele” său mai mare - și asta în ciuda faptului că acesta din urmă costă de trei ori mai mult. Un alt procesor Intel Core i7-990X cu șase nuclee fabulos de scump din linia Extreme Edition a funcționat bine în testare, dar în cele din urmă a pierdut în fața cipului Intel Core i7-2600K quad-core mai ieftin. Și cel mai eficient, destul de ciudat, multi-core a fost implementat în șase nuclee AMD Phenom II X6 HOOT Black Edition, care, la un preț foarte accesibil în testul Gordian Knot, a reușit să câștige până la 39 de secunde (29%) împotriva rivalilor arzători Intel Core i73960X și Intel Core i7- 2600K. Acesta din urmă a jucat însă puțin în runda finală, câștigând puțin mai mult FPS în jocul Unreal Tournament III, care oferă suport pentru procesoare multi-core.
Astfel, dacă vorbim despre puterea absolută a procesorului central, indiferent de costul acestuia, nu există aici cipuri moderne de la Intel. Dar dacă încercăm să calculăm teoretic eficiența unuia? Din fiecare bănuț cheltuit pe procesor, vor beneficia modele AMD în general și, în special, AMD Phenom II X6 1100T Black Edition, în special.
Tendințe de dezvoltare: ce ne promite viitorul?
Cum va arăta un microprocesor de computer în câțiva ani? Să încercăm să analizăm viitorul pe baza binecunoscutelor evoluții de astăzi și a planurilor producătorilor. Intel rămâne fidel strategiei sale Tick-Tock și utilizează o tranziție lină către o nouă microarhitectură și flux de lucru. Sandy Bridge-E a fost introdus ca parte a etapei Tak, iar acum următoarea etapă Tic din acest an va comuta producția la un proces tehnologic de 22 nanometri folosind tranzistoare tridimensionale unice Intel 3D Tri-Gate și lansarea de noi procesoare cu opt nuclee bazate pe microarhitectură Ivy Bridge. Totuși, în același timp lucrare în curs CEO-ul Intel, Paul Otellini, a anunțat recent că compania a finalizat deja arhitectura Haswell, care ar trebui să fie succesorul Ivy Bridge în 2013.
Dezvoltarea procesorului AMD pare să progreseze cu dificultate. Lansarea anunțată anterior a procesorului Komodo a fost anulată în mod neașteptat - pentru a fi înlocuită de o nouă familie de jetoane multi-core (până la opt inclusiv) AMD Vishera bazat pe arhitectura Piledriver (evoluția logică a sistemului Bulldozer) și pe noua platformă Volan.
Analiștii sugerează că modelul actual de proiectare a procesorului nu se va schimba în următorii ani. Siliciul, despre care s-a prezis mult timp că se va „retrage”, va rămâne principala construcție
unitate. Cu toate acestea, noi elemente interesante îi respiră în spate, de exemplu, grafonul - un cristal de carbon cu o grosime miniaturală a unui atom. Și pe termen lung, procesoarele se vor confrunta cu schimbări revoluționare care vor duce la apariția computerelor cuantice, optice și chiar moleculare.
Este interesant: cipuri experimentale multi-core
Anul 2006. Intel a dezvăluit un prototip de procesor de 80 de nuclee fabricat folosind o tehnologie de proces de 32 nanometri.
anul 2009. Tilera a demonstrat un prototip de procesor de server de 100 de nuclee, în care fiecare nucleu este un cip separat cu cache L1 și L2.
anul 2009. Intel a arătat un computer „cloud”, care este un procesor cu 48 de nuclee. Mai mult, toate cele 48 de nuclee ale unui astfel de PC comunică între ele ca noduri de rețea.
2011. Intel a dezvoltat o nouă microarhitectură Many Integrated Core (MIC). Noile procesoare bazate pe acesta vor primi mai mult de 50 de nuclee și vor începe să fie produse folosind o tehnologie de proces de 22 nanometri încă din 2012.
2011. Adapteva a dezvăluit microprocesoarele Epiphany IV cu 64 de nuclee care livrează până la 70 gigaflops (operații în virgulă mobilă pe secundă) consumând în același timp mai puțin de 1 watt de energie. Aceste cipuri nu pot fi utilizate ca unități centrale de procesare, dar Adapteva propune să le folosească ca coprocesor pentru sarcini complexe precum recunoașterea feței sau gesturile utilizatorului.
anul 2012. ZiiLabs, o filială a Creative Technology, a anunțat un sistem de 100 de nuclee bazat pe cipul ZMS-40. Performanța de vârf a sistemului pentru calculele în virgulă mobilă a fost de 50 gigaflops.
Procesoare mobile Quad Core
La sfârșitul anului trecut, NVIDIA i-a entuziasmat pe toți entuziaștii cu lansarea procesor mobil NVIDIA Tegra 3, care are cinci nuclee Cortex A9. Patru dintre ele funcționează la 1,4 GHz, dar sunt activate numai atunci când este necesar și
cel de-al cincilea nucleu suplimentar, overclockat la 500 MHz, funcționează constant și servește la rezolvarea problemelor simple. Căutați liste de proxy de înaltă calitate, funcționale, puteți cumpăra liste de proxy proaspete la cel mai mic preț. Această tehnologie poate reduce semnificativ consumul de energie al procesorului. Primul dispozitiv bazat pe noul procesor a fost tableta ASUS Transformer Prime. În plus, nu uitați de planurile ambițioase ale AMD, care, în special, promite să lanseze anul acesta un cip mobil quad-core cu un nucleu grafic integrat, denumit în cod Trinity cu suport pentru DirectX 11.
*** *** |
***
... în procesul de dezvoltare, numărul de nuclee va deveni din ce în ce mai mult.
(Dezvoltatori Intel)
Inca nucleu, în plus nucleu, și chiar mult, mult nucleu!..
... Până de curând, nu am auzit și nu am știut multicore procesori, iar astăzi înlocuiesc în mod agresiv pe cei cu un singur nucleu. A început boom-ul procesorelor multi-core, care este încă ușor! - prețurile lor relativ ridicate îi împiedică. Dar nimeni nu se îndoiește că viitorul este al procesorilor multi-core! ..
Ce este un nucleu de procesor
În centrul unui microprocesor central modern ( Procesor - abbr. din engleza unități centrale de procesare - dispozitiv central de calcul) este nucleul ( nucleu) Este un cristal de siliciu cu o suprafață de aproximativ un centimetru pătrat, pe care este implementată o diagramă schematică a procesorului prin intermediul unor elemente logice microscopice, așa-numitul arhitectură (arhitectura cip).
Miezul este conectat la restul cipului (numit „ambalaj”, Pachet CPU) prin tehnologia flip-chip ( flip-chip, lipire flip-chip - miez inversat, fixare prin metoda cristalului inversat). Această tehnologie și-a luat numele, deoarece partea orientată spre exterior - vizibilă - a miezului este de fapt „partea inferioară” - pentru a oferi contact direct cu radiatorul de răcire pentru o mai bună disipare a căldurii. Pe partea din spate (invizibilă) se află „interfața” în sine - conexiunea dintre cristal și pachet. Conectarea nucleului procesorului la ambalaj se face folosind umflăturile ( Umflături de lipit).
Miezul este situat pe o bază textolită, de-a lungul căreia căile de contact trec la „picioare” (tampoane de contact), este umplut cu o interfață termică și închis cu un capac metalic de protecție.
Primul microprocesor (natural, cu un singur nucleu!) Intel 4004 a fost introdus la 15 noiembrie 1971 de Intel Corporation. Acesta conținea 2.300 de tranzistoare, funcționa la 108 kHz și costa 300 USD.
Cerințele de putere de calcul ale microprocesorului central au crescut constant și continuă să crească. Dar dacă producătorii de procesoare anterioare trebuiau să se adapteze constant la cererile urgente (în continuă creștere!) Ale utilizatorilor, acum producătorii de cipuri sunt înaintea jocului!
Pentru o lungă perioadă de timp, creșterea performanței procesoarelor tradiționale single-core s-a datorat în principal unei creșteri secvențiale a frecvenței ceasului (aproximativ 80% din performanța procesorului a fost determinată de frecvența ceasului), cu o creștere simultană a numărului de tranzistoare pe un cristal. Cu toate acestea, o creștere suplimentară a frecvenței de ceas (la o frecvență de ceas mai mare de 3,8 GHz, cipurile pur și simplu se supraîncălzesc!) Rulează într-o serie de bariere fizice fundamentale (deoarece procesul tehnologic a ajuns aproape de dimensiunea unui atom: astăzi procesoarele sunt produse folosind tehnologia de 45 nm, iar dimensiunea unui atom de siliciu este aproximativ 0,543 nm):
În primul rând, pe măsură ce dimensiunea cristalului scade și frecvența ceasului crește, curentul de scurgere al tranzistoarelor crește. Acest lucru duce la un consum mai mare de energie și la creșterea puterii de căldură;
În al doilea rând, beneficiile unei viteze de ceas mai mari sunt parțial compensate de latența memoriei, deoarece timpii de acces la memorie nu se potrivesc cu viteza de ceas crescândă;
În al treilea rând, pentru unele aplicații, arhitecturile secvențiale tradiționale devin ineficiente odată cu creșterea vitezei ceasului datorită așa-numitului „blocaj von von Neumann” - o limitare a performanței ca urmare a unui flux secvențial de calcule. În acest caz, întârzierile de transmitere a semnalului rezistiv-capacitive cresc, ceea ce reprezintă un blocaj suplimentar asociat cu o creștere a frecvenței ceasului.
Utilizarea sistemelor multiprocesor nu este de asemenea răspândită, deoarece necesită sisteme multiprocesor complexe și costisitoare. plăci de bază... Prin urmare, s-a decis îmbunătățirea în continuare a performanțelor microprocesoarelor prin alte mijloace. Cea mai eficientă direcție a fost recunoscută ca concept multithreading, care a luat naștere în lumea supercomputerelor, este prelucrarea simultană paralelă a mai multor fluxuri de instrucțiuni.
Deci, în intestinele companiei Intel a fost nascut Tehnologie Hyper-Threading (HTT) Este o tehnologie de prelucrare a datelor super-threaded care permite unui procesor să execute până la patru fire de program în paralel într-un procesor single-core. Hiper-filetare crește semnificativ eficiența executării aplicațiilor care utilizează resurse mari (de exemplu, legate de editare audio și video, 3D-modelling), precum și funcționarea sistemului de operare în modul multitasking.
Procesor Pentium 4 cu inclus Hiper-filetare are unul fizic un nucleu care este împărțit în două logicdeci sistemul de operare îl definește ca două procesoare diferite (în loc de unul).
Hiper-filetare a devenit de fapt o trambulină pentru crearea de procesoare cu două nuclee fizice pe o singură matriță. Într-un cip cu 2 nuclee, două nuclee (două procesoare!) Funcționează în paralel, care la o frecvență de ceas mai mică furnizează b despreperformanță mai bună, deoarece două fluxuri de instrucțiuni independente sunt executate în paralel (simultan!)
Se numește capacitatea unui procesor de a executa mai multe fire simultan paralelism la nivelul firului (TLP – paralelism la nivel de fir). Nevoia de TLP depinde de situația specifică (în unele cazuri este pur și simplu inutilă!).
Principalele probleme de creare a procesoarelor
Fiecare miez al procesorului trebuie să fie independent - cu consum de energie independent și putere controlată;
Piața de software ar trebui să fie prevăzută cu programe care pot împărți în mod eficient algoritmul de ramificare a instrucțiunilor într-un număr par (pentru procesoare cu un număr par de nuclee) sau impar (pentru procesoare cu un număr impar de nuclee) de fire;
…
Potrivit serviciului de presă AMD, astăzi piața procesoarelor cu 4 nuclee nu depășește 2% din total. Evident, pentru cumpărătorul modern, achiziționarea unui procesor cu 4 nuclee pentru nevoile casei până acum nu are aproape niciun sens din multe motive. În primul rând, astăzi nu există practic programe care să poată utiliza în mod eficient avantajele a 4 fire de lucru simultan; în al doilea rând, producătorii poziționând procesoare cu 4 nuclee ca Salut-Soluții prin adăugare la snap cele mai moderne plăci video și vrac hard disk-uri, - și acest lucru crește în cele din urmă costul celor deja scumpe …
Dezvoltatori Intel ei spun: „... în procesul de dezvoltare, numărul de nuclee va deveni din ce în ce mai mult ...”.
***
Ce ne așteaptă în viitor
În corporație Intel nu mai vorbesc despre „Multinuclear” ( Multi-Core) procesoare, așa cum se face în legătură cu soluțiile cu 2, 4, 8, 16 sau chiar 32 de nuclee și despre „Multicore” ( Multe nuclee), implicând o macrostructură arhitecturală complet nouă a cipului, comparabilă (dar nu similară) cu arhitectura procesorului Celula.
Structura unui astfel de Multe nuclee-chip implică lucrul cu același set de instrucțiuni, dar folosirea unui nucleu central puternic sau a mai multor puternice ProcesorÎnconjurat de multe nuclee de ajutor pentru a vă ajuta să gestionați mai eficient aplicațiile multimedia complexe în modul multi-thread. În plus față de nucleele de uz general, procesoarele Intel va avea, de asemenea, nuclee specializate pentru efectuarea diferitelor clase de sarcini, cum ar fi grafica, algoritmi de recunoaștere a vorbirii și procesarea protocoalelor de comunicație.
Aceasta este exact arhitectura pe care Justin Rattner ( Justin R. Rattner), manager sectorial Corporate Technology Group Intel, la o conferință de presă la Tokyo. Potrivit acestuia, ar putea exista câteva zeci de astfel de nuclee auxiliare într-un nou procesor multi-core. Spre deosebire de focalizarea pe nuclee de calcul mari, înfometate cu energie, cu disipare ridicată a căldurii, cristale multi-core Intel va activa doar nucleele care sunt necesare pentru sarcina curentă, în timp ce restul nucleelor \u200b\u200bvor fi dezactivate. Acest lucru va permite cristalului să consume exact la fel de multă energie electrică de care are nevoie la un moment dat.
În iulie 2008, corporația Intel a anunțat că are în vedere posibilitatea de a integra câteva zeci sau chiar mii de nuclee de calcul într-un singur procesor. Inginer principal al Envar Galum ( Anwar ghuloum) a scris pe blogul său: "În cele din urmă, recomand să folosesc următorul meu sfat ... dezvoltatorii ar trebui să înceapă să se gândească acum la zeci, sute și mii de nuclee." Potrivit lui, în acest moment Intel explorează tehnologii care ar putea calcula la scară „după numărul de nuclee pe care nu le vindem încă”.
În cele din urmă, succesul sistemelor multicore va depinde de dezvoltatori, care ar putea fi nevoiți să schimbe limbajele de programare și să rescrie toate bibliotecile existente, a spus Galum.
Am găsit o problemă urâtă a limitei de ceas. După ce au atins pragul de 3 GHz, dezvoltatorii se confruntă cu o creștere semnificativă a consumului de energie și a disipării căldurii produselor lor. Nivelul tehnologiei din 2004 nu a permis reducerea semnificativă a dimensiunii tranzistoarelor dintr-un cristal de siliciu și ieșirea din această situație a fost o încercare de a nu crește frecvența, ci de a crește numărul de operații efectuate pe ciclu. Profitând de experiența platformelor de server, unde aspectul multiprocesorului a fost deja testat, s-a decis combinarea a două procesoare pe un singur cip.
A trecut mult timp de atunci, CPU-uri cu două, trei, patru, șase și chiar opt nuclee au apărut în acces larg. Dar cota de piață principală este încă ocupată de modelele cu 2 și 4 nuclee. AMD încearcă să schimbe situația, dar arhitectura Bulldozer nu a fost la înălțimea așteptărilor, iar bugetul de opt nuclee nu este încă foarte popular în lume. Deci întrebarea esteceea ce este mai bine: procesor cu 2 sau 4 nuclee, rămâne încă relevant.
Diferența dintre procesorul cu 2 și 4 nuclee
La nivel hardwareprincipala diferență între un procesor cu 2 nuclee și un procesor cu 4 nuclee - numărul de blocuri funcționale. Fiecare nucleu este în esență un procesor separat, echipat cu propriile noduri de calcul. 2 sau 4 astfel de procesoare sunt interconectate printr-o magistrală internă de mare viteză și un controler de memorie comun pentru a interacționa cu RAM. Alte unități funcționale pot fi, de asemenea, obișnuite: majoritatea procesorelor moderne au o memorie cache individuală de primul (L1) și al doilea (L2) niveluri, blocuri de calcule întregi și operații în virgulă mobilă. Cache-ul L3 relativ mare este unic și disponibil pentru toate nucleele. AMD FX deja menționat (precum și procesorele și APU-urile Athlon din seria A) pot fi remarcate separat: acestea împărtășesc nu numai memoria cache și controlerul, ci și unitățile de calcul în virgulă mobilă: fiecare astfel de modul aparține simultan a două nuclee.
Sistem cu patru nuclee AMD Athlon
Din punct de vedere al utilizatoruluidiferență între procesorul de 2 și 4 nuclee este numărul de sarcini pe care CPU le poate procesa într-un ciclu de ceas. Cu aceeași arhitectură, diferența teoretică va fi de 2 ori pentru 2 și 4 nuclee sau de 4 ori pentru 2 și respectiv 8 nuclee. Astfel, odată cu funcționarea simultană a mai multor procese, o creștere a numărului ar trebui să ducă la o creștere a vitezei sistemului. Într-adevăr, în loc de 2 operații, un procesor quad-core poate efectua patru câteodată.
De ce sunt atât de populare procesoarele dual-core
S-ar părea că, dacă o creștere a numărului de nuclee implică o creștere a performanței, atunci pe fundalul modelelor cu patru, șase sau opt nuclee, dual-core-urile nu au nicio șansă. Cu toate acestea, liderul mondial pe piața procesorului, Intel, își actualizează anual gama de produse și lansează noi modele cu doar câteva nuclee (Core i3, Celeron, Pentium). Și acest lucru este pe fondul faptului că, chiar și pe smartphone-uri și tablete, utilizatorii privesc astfel de procesoare cu neîncredere sau dispreț. Pentru a înțelege de ce cele mai populare modele sunt procesoare dual-core, există câțiva factori cheie de luat în considerare.
Intel Core i3 - cele mai populare procesoare home-core cu 2 nuclee
Problemă de compatibilitate... Atunci când creează software, dezvoltatorii se străduiesc să-l facă astfel încât să poată funcționa atât pe computerele noi, cât și pe modelele existente de CPU și GPU. Având în vedere gama de pe piață, este important să vă asigurați că jocul rulează fără probleme atât pe cele două, cât și pe cele opt nuclee. Majoritatea computerelor de acasă existente sunt echipate cu procesor dual-coreprin urmare, cea mai mare atenție este acordată suportului unor astfel de computere.
Complexitatea sarcinilor paralelizate... Pentru a vă asigura că toate nucleele sunt utilizate în mod eficient, calculele efectuate în timp ce rulează programul ar trebui să fie împărțite în fire egale. De exemplu, o sarcină care poate utiliza în mod optim toate nucleele prin alocarea unuia sau a două procese fiecăruia dintre ele este comprimarea simultană a mai multor videoclipuri. Cu jocurile este mai dificil, deoarece toate operațiunile efectuate în ele sunt interconectate. În ciuda faptului că lucrarea principală este realizată de procesor grafic plăci video, informațiile pentru formarea unei imagini 3D sunt pregătite de CPU. Este destul de dificil să faci din fiecare proces de bază propria bucată de date și apoi să o alimentezi către GPU sincron cu celelalte. Cu cât trebuie procesate mai multe fire de calcul simultane, cu atât sarcina este mai grea.
Continuitatea tehnologiilor... Dezvoltatorii de software folosesc dezvoltările deja existente pentru noile lor proiecte, care sunt în curs de modernizare repetată. În unele cazuri, se ajunge la punctul în care astfel de tehnologii au rădăcini în trecut timp de 10-15 ani. O dezvoltare bazată pe un proiect vechi de 10 ani este foarte reticentă, dacă nu în totalitate, susceptibilă de prelucrare cardinală pentru o optimizare perfectă. În consecință, există incapacitatea software-ului de a utiliza în mod rațional capacitățile hardware ale unui PC. Jocul S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat, lansat în 2009 (în perioada de glorie a procesoarelor multi-core) este construit pe motorul din 2001, deci nu poate încărca mai mult de un core.
HĂRȚUITOR. utilizează pe deplin doar un singur nucleu dintr-un procesor cu 4 nuclee
Situația este aceeași cu popularul joc online RPG World of Tanks: motorul Big World pe care se bazează a fost creat în 2005, când procesoarele multi-core nu erau încă percepute ca singurul mod posibil de dezvoltare.
World of Tanks, de asemenea, nu știe cum să distribuie uniform încărcătura pe nuclee
Dificultăți financiare... Punctul anterior este o consecință a acestei probleme. Dacă construiți fiecare aplicație de la zero fără a utiliza tehnologia disponibilă, implementarea acesteia costă sume enorme. De exemplu, costul de dezvoltare al GTA V a fost de peste 200 de milioane de dolari. În același timp, unele tehnologii încă nu au fost create „de la zero”, ci împrumutate din proiectele anterioare, deoarece jocul a fost scris pentru 5 platforme simultan (Sony PS3, PS4, Xbox 360 și One, precum și pentru PC).
GTA V este optimizat pentru multi-core și poate încărca procesorul uniform
Toate aceste nuanțe nu permit utilizarea deplină a potențialului procesoarelor multi-core în practică. Interdependența producătorilor de hardware și a dezvoltatorilor de software creează un cerc vicios.
Care procesor este mai bun: 2 sau 4 nuclee
Evident, cu toate avantajele, potențialul procesoarelor multi-core nu este încă pe deplin realizat. Unele sarcini nu știu cum să distribuie uniform sarcina și să funcționeze într-un singur fir, altele o fac cu o eficiență mediocră și doar o mică parte din software interacționează pe deplin cu toate nucleele. Deci întrebarea estece procesor mai bun, 2 sau 4 nuclee, cumpărați, necesită un studiu atent al situației actuale.
Există pe piață produse de la doi producători: Intel și AMD, care diferă în ceea ce privește caracteristicile de implementare. Dispozitivele avansate Micro se concentrează în mod tradițional pe multi-core, în timp ce Intel este reticent să facă un astfel de pas și să mărească numărul de nuclee numai dacă acest lucru nu duce la o scădere a performanței specifice pe nucleu (ceea ce este foarte dificil de evitat).
O creștere a numărului de nuclee reduce performanța generală a fiecăruia dintre ele
De regulă, performanța teoretică și practică generală a unui procesor multi-core este mai mică decât una similară (construită pe aceeași microarhitectură, cu aceleași procesoare tehnice) cu un nucleu. Acest lucru este cauzat de faptul că nucleele folosesc resurse partajate, iar acest lucru nu este cel mai bun mod afectează performanța. Astfel, nu puteți achiziționa pur și simplu un procesor puternic cu patru sau șase nuclee, cu așteptarea că acesta nu va fi cu siguranță mai slab decât un dual-core din aceeași serie. În unele situații, va fi, în același timp, perceptibil. Un exemplu este lansarea de jocuri vechi pe un computer cu un procesor AMD FX cu opt nuclee: FPS este uneori mai mic decât pe un PC similar, dar cu un procesor quad-core.
Ai nevoie de multi-core astăzi
Înseamnă asta că nu sunt necesare multe nuclee? În ciuda faptului că concluzia pare logică - nu. Plămânii sarcini zilnice (cum ar fi navigarea pe web sau lucrul cu mai multe programe în același timp) răspund pozitiv la o creștere a numărului de nuclee de procesor. Din acest motiv, producătorii de smartphone-uri se concentrează pe cantitate, ignorând performanțele specifice. Opera (și alte browsere de pe motorul Chromium), Firefox lansează fiecare filă deschisă ca un proces separat, respectiv, cu cât sunt mai multe nuclee, cu atât este mai rapidă tranziția între file. Administratori de fișiere, programe de birou, jucătorii nu consumă resurse singuri. Dar atunci când este necesar, trecând între ele deseori, un procesor multi-core va îmbunătăți performanța sistemului.
Browserul Opera atribuie un proces separat fiecărei file
Intel este conștient de acest lucru, deoarece tehnologia HuperThreading, care permite nucleului să proceseze al doilea fir folosind resurse neutilizate, a apărut în zilele Pentium 4. Dar nu compensează pe deplin lipsa de performanță.
În „Managerul de activități”, un procesor cu 2 nuclee cu Huper Threading este afișat ca un 4-core
Între timp, creatorii de jocuri ajung din urmă. Sosirea noilor generații de console Sony Play Station și Microsoft Xbox a încurajat dezvoltatorii să se concentreze mai mult pe multi-core. Ambele console se bazează pe cipuri AMD cu opt nuclee, așa că acum programatorii nu trebuie să depună mult efort pentru optimizare atunci când portează un joc pe un PC. Odată cu popularitatea crescândă a acestor console, cei care au fost dezamăgiți de achiziționarea AMD FX 8xxx au putut răsufla ușurați. Procesoarele multi-core câștigă în mod activ poziții pe piață, după cum se poate vedea din recenzii.
BUNĂ PRIETENI!
Cu siguranță, mulți dintre voi ați auzit expresia „patru nuclee, patru concerte” în reclame pe computer, dar nu toată lumea înțelege ce înseamnă asta. Astăzi voi încerca să dau o idee despre ce sunt sâmburii și cu ce se mănâncă.
Atunci când alegeți un computer nou, este important să evaluați performanța computerului.Unul dintre factorii determinanți pentru evaluarea acestei caracteristici este, sau mai bine zis, numărul de nuclee.
Nucleul procesorului Este practic un microprocesor separat (centru de calcul). Când numărul de nuclee este mai mult de unul, rolul procesorului central este de a distribui sarcini între nuclee și de a sincroniza munca acestora.
Procesoarele multi-core asigură execuția pe calculator fără a-și pierde performanța în același timp pentru mai multe sarcini.
Un procesor multi-core poate fi comparat cu o mașină - cu cât are mai multe roți, cu atât este mai bine distribuită sarcina pe sol, cu atât este mai ușor să se deplaseze pe teren dificil.
Performanța computerului. Nucleul procesorului.
Când alegeți un nou calculator trebuie să decideți ce intenționați să faceți pe computerul dvs., cu ce programe și aplicații veți lucra. Depinde de câte nuclee aveți nevoie în procesor pentru a vă asigura normalitatea performanța computerului.
Pentru utilizarea simplă a unui computer acasă - (navigarea pe site-uri web, chat pe Internet, crearea și editarea documentelor, vizionarea videoclipurilor, fotografiilor și alte operații simple), aveți nevoie doar de un procesor cu două nuclee (doar un singur procesor nuclear este rar găsit).
Dacă aveți nevoie să înregistrați, să editați și să transcodați videoclipuri, să urmăriți televiziunea online de înaltă calitate, să creați prezentări video, să lucrați cu Photoshop și alte programe care utilizează resurse, atunci când lucrați program antivirus, este posibil ca un procesor dual-core să nu îl poată gestiona. Programele vor încetini, vor îngheța și nu vor funcționa corect. Apoi, aveți nevoie de un procesor cu 3 sau 4 nuclee. Trecerea de la un procesor cu 3 nuclee la un procesor cu 4 nuclee este deja mai puțin vizibilă în ceea ce privește îmbunătățirea performanței decât de la un procesor cu 2 nuclee la unul cu 3 nuclee. Deci, dacă nu exersezi calculator muncă profesională, puteți alege un procesor cu trei nuclee.
De unde știi cât de mult nucleele procesorului, dacă îl alegeți într-un magazin, iar vânzătorul nu poate spune nimic inteligibil despre asta?
Este destul de simplu să o faci pe un computer. Când verificați starea computerului, trebuie să faceți clic click dreapta mouse-ul din partea dreaptă liberă a barei de activități (dungi cu pictograme în partea de jos a monitorului), iar în meniul care se deschide, selectați linia „Task Manager”.
În fereastra Task Manager, faceți clic pe butonul „Performanță”. În partea dreaptă va exista una sau mai multe ferestre cu un grafic „Cronologia utilizării procesorului”. Numărul de astfel de ferestre va arăta numărul de nuclee din procesorul computerului.
Imaginea prezintă două grafice ale istoricului descărcărilor (încercuite cu roșu). Deci procesorul are două nuclee.
Dacă alegeți calculator online sau într-un catalog, găsiți marca CPU. Copiați-l și introduceți-l în caseta de căutare. Apăsați pe „Enter” și puteți vedea informațiile complete despre acest procesor.
Opriți alegerea dvs. pentru produs procesor care va satisface nevoile dumneavoastră și va oferi cele necesare performanța computeruluila un pret rezonabil.
Scrieți în comentarii părerea dvs. despre publicație. Abonați-vă pentru a primi știri despre site în formularul de sub articol.
An Nou Fericit!
Te văd!
Primiți articole noi direct în căsuța de e-mail. Completați formularul de mai jos și faceți clic pe butonul „Primiți articole noi”