Birçok nükleer işlemciler ikiden fazla bilgi işlem çekirdeği içeren merkezi işlem birimleridir. Bu tür çekirdekler hem aynı pakette hem de aynı işlemci çipinde bulunabilir.
Çok çekirdekli işlemci nedir?
Çoğu zaman, çok çekirdekli işlemciler, birkaç hesaplama çekirdeğinin bir mikro devreye entegre edildiği (yani, tek bir silikon kristalinde bulundukları) merkezi işlemciler olarak anlaşılır.
İşlemci seçerken bilmemiz gerekenler. Bu nedenle, çok önemlidir oyun işlemcisiSeçtiğimiz çarpanın kilidi açılmıştı, böylece bunu saate göre yapabilir ve daha yüksek frekanslar ve dolayısıyla daha yüksek hız elde edebilirdik. Bunu göz önünde bulundurarak, seçim yapmanıza yardımcı olacak önerilerimize geçeceğiz.
Düşük Aralık: Ucuz ve tatmin edici teklifler. Bu, birisinin sahip olduğu bütçeyle başlamasının temelidir ve gelecekte sistemlerini yükseltebilecekler. Orta Aralık: Önümüzdeki birkaç yıl boyunca dört gözle bekleyebileceğiniz daha yüksek sesle parçalar alacağız.
Genelde saat frekansı çok çekirdekli işlemcilerde kasıtlı olarak küçümsenir. Bu, gerekli işlemci performansını korurken güç tüketimini azaltmak için yapılır. Aynı zamanda, her bir çekirdek, hepsinin özellikleriyle karakterize edilen tam teşekküllü bir mikroişlemcidir. modern işlemciler - katmanlı bir önbellek kullanır, sıra dışı kod çalıştırmayı ve vektör komutlarını destekler.
Daha fazla yorum yapın. Görünüşe göre hız "doğru", bu yüzden bu parçaya dikkat edin! Devam ederken, işleme karşılaştırmalarında CPU performansını görüyoruz, bu da bir sahne oluşturmak için birden fazla çekirdeğin kullanılabileceği anlamına geliyor. Bunların arasında video kodlama var.
İşlemci özellikleri
Liste, önümüzdeki birkaç gün içinde daha fazla programla zenginleştirilecek. Elbette, temel yaklaşım tüm soru değişmez, bu yüzden bir noktadan sonra yolunuzu kolayca bulabilmeniz için buna göre başlayacağız. Kaçınılmaz olarak, bir işlemci seçtiğinizde, bir hız sorunu ve mevcut çekirdeklerle karşı karşıya kalırsınız. Elbette burada hız, performansla aynı şey değil, bazı şeylerin birleşimidir.
Hiper iş parçacığı
Çok çekirdekli işlemcilerdeki çekirdekler SMT'yi destekleyebilir, bu da birden fazla hesaplama iş parçacığının yürütülmesine ve çekirdek başına birden çok mantıksal işlemciye izin verir. Intel işlemcilerde bu teknolojiye "Hyper-threading" adı verilir. Mantıksal işlemci sayısını fiziksel yonga sayısıyla ikiye katlamanıza olanak tanır. Bu teknolojiyi destekleyen mikro işlemcilerde, her bir fiziksel işlemci aynı anda iki iş parçacığının durumunu koruyabilir. İçin işletim sistemi iki mantıksal işlemci varmış gibi görünecek. Bunlardan birinin çalışmasında bir duraklama olursa (örneğin, bellekten veri alınmasını beklerse), diğer mantıksal işlemci kendi iş parçacığını yürütmeye başlar.
Genellikle 2, 4, 6 veya 8 çekirdekli işlemciler bulacaksınız. Her çekirdek, kendi veri yükünü idare etmek için bağımsız olarak çalışabilir. Her çekirdek bir veya iki işlem döngüsü gerçekleştirebilir. Temel olarak, bir veya iki dişi olduğunu söylüyoruz. Bu durumda, performans, bu işlevi desteklemeyen bir işlemcinin iki katı değildir ve elde ettiğiniz farklı karlar, sürece ve uygulamaya bağlı olarak değişir. Tabii ki, hızı çekirdek sayısı ile birlikte değerlendirmek her zaman mantıklıdır.
Çok çekirdekli işlemci türleri
Çok çekirdekli işlemciler birkaç türe ayrılır. Paylaşılan önbellek kullanımını destekleyebilir veya desteklemeyebilir. Çekirdekler arasındaki iletişim, paylaşılan bir veri yolu, noktadan noktaya ağ, anahtarlı bir ağ veya paylaşılan bir önbellek kullanılarak gerçekleştirilir.
Tipik olarak, çok çekirdekli işlemciler, ısıyı makul seviyelerde tutmak gibi pratik nedenlerle çekirdek başına nominal hız için daha düşük bir tavana sahiptir. ancak önemli olan genel performans ve genel işlemci gücüdür. Önbellek, genellikle ön planda olan veya bir işlemci seçerken dikkate alınan bir şey değildir. Ama bu bir fark yaratabileceği için olmalı. İşlemcinin kendisinde bulunan ve işlem için ara veri parçası olarak kullanılan statik bellektir.
Daha fazla bellek, işlemcinin her zaman sahip olduğu daha fazla veri. İşlemcilerde tüketim konusu önemlidir, sadece uzun vadede ödeyeceğiniz elektrik faturasını etkilediği için değil. Tipik olarak, işlemciler 20W ile 140W arasında hareket eder. Dizüstü bilgisayarlar hakkında konuşursak, ölçek farklıdır, aşağıda başlar ve biter, yani. Öte yandan, bir dizüstü bilgisayar satın aldığınızda, aynı işlemci seçme özgürlüğüne sahip değilsiniz, bu yüzden burada masaüstü modellerini kullanacağız.
Çalışma prensibi
Modern çok çekirdekli işlemcilerin çoğu aşağıdaki şemaya göre çalışır. Çalışan uygulama çoklu okumayı destekliyorsa, işlemciyi aynı anda birden fazla görevi yürütmeye zorlayabilir. Örneğin, bilgisayar saat hızı 1.8 GHz olan 4 çekirdekli bir işlemci kullanıyorsa, program dört çekirdeğin tümünü işle "yükleyebilir" ve toplam işlemci frekansı 7,2 GHz olacaktır. Aynı anda birkaç program çalışıyorsa, her biri işlemci çekirdeklerinin bir bölümünü kullanabilir ve bu da bilgisayar performansında bir artışa neden olur.
Tüketim ne kadar yüksekse, işlemci pratikte o kadar verimlidir. Elbette, bazı şeyler, her bir watt'ın sete ne kadar güç kattığına göre değerlendirilir, ancak bu seviyede verimlilikten, yani istenen akımın ne kadar iyi kullanıldığından bahsediyoruz.
Ancak, bunların hepsi önemlidir çünkü çoğu watt işte daha fazla ısı demektir. Bu, seçtiğiniz işlemciye bağlı olarak yapmaya çalıştığınız sistemin bileşimini etkiler, çünkü bir şekilde ne tür bir güç kaynağına ihtiyacınız olacağını anladı. Ek olarak, ısısına göre kesinlikle bir soğutma sistemi, fan boyutu ve boyutu, kutu boyutu ve tipi, muhtemelen su soğutma vb. Seçeceksiniz. Hız aşırtma bile yapsanız, daha fazla ısı ve tüketim elde edersiniz, bu nedenle her şeyi buna göre tartmanız gerekir.
Birçok işletim sistemi çoklu iş parçacığını desteklediğinden, çok çekirdekli işlemcilerin kullanımı, çoklu iş parçacığını desteklemeyen uygulamalarda bile bilgisayarı hızlandırabilir. Yalnızca tek bir uygulamanın çalışmasını düşünürsek, çok çekirdekli işlemcilerin kullanımı ancak bu uygulama çok iş parçacıklı okuma için optimize edilmişse haklı çıkar. Aksi takdirde, çok çekirdekli bir işlemcinin hızı, geleneksel bir işlemcinin hızından farklı olmayacak ve bazen daha da yavaş çalışacaktır.
Her şirket, tasarlandıkları kullanım türüne göre işlemci ailelerine sahiptir. Bu şekilde, bu ailelerin her birinin nerede hedef aldığını açıklayacağız, böylece işinizi nerede aramaya başlamanız gerektiğini bilirsiniz. Bir adım yukarıda, iyi bilinen bir isim, daha yüksek hızlar ve daha yüksek verimlilik bulacaksınız. Bu onların daha iyi, daha hızlı halleri. Bu aileden ve daha fazlasından, en son mimari ile karşı karşıyayız yüksek performans birim zaman başına ve iş ve oyun için iyi performans, gereksinimler yüksek olmadığında iyi bir pazar payını karşılayabilir.
Çok çekirdekli işlemci - İşlemcibir işlemci yongasında veya tek bir pakette iki veya daha fazla bilgi işlem çekirdeği içeren.
Bu noktada çok çekirdekli işlemciler arasında, biri ayırt edilebilir
* öncelikle gömülü ve mobil uygulamalargeliştiricilerin enerji tüketimini (SEAforth (SEAforth24, seaforth40), Tile (Tile36, Tile64, Tile64pro), AsAP-II, CSX700) azaltma araçlarına ve yöntemlerine büyük önem verildiği;
İşlemciler ikili olduğundan 4 iş parçacığını desteklerler. İlkinde biz var dört çekirdekli işlemciler 8 dişli. İkincisinde, şimdi sırasıyla 12 ve 20 iş parçacığı olan 6 veya 10 çekirdeğe sahibiz. Bu işlemciler şunlar için harikadır: ofis işi ve otomasyon. Dört katlıdırlar, ancak birim zaman başına üretkenlikleri, yüksek üretkenliğe dönüşmeyecek şekildedir.
Daha da iyisi, 6 çekirdek ve çok iyi performans... Oyun oynamak için harikadır, ancak çoklu çekirdek ve çoklu okuma kullanan uygulamalar için daha da iyidir. Şimdi kesinlikle odaklandınız. Öyleyse, çevrenizdeki aileleri mahallenize koymanın ve etraflarına her şeyi inşa etmenin zamanı geldi.
* güç tüketimi sorunlarının çok kritik olmadığı bilgisayar veya grafik istasyonları için işlemciler ( gPU'lar, örneğin, NVIDIA'nın g80 serisi işlemcileri, Intel'in Larrabee projesi, IBM'in Cell işlemcisi, çekirdek sayısı nispeten düşük olmasına rağmen, kısmen buraya dahil edilebilir);
* işlemciler sözde. ana akım - sunucu, iş istasyonları ve kişisel bilgisayarlar (AMD, Intel, Sun) için tasarlanmıştır;
- Çekirdek sayısı (Çekirdek sayısı. Çekirdek, yaklaşık bir santimetre kare alana sahip bir silikon kristaldir ve üzerinde işlemcinin şematik diyagramı, sözde mimari, mikroskobik mantık elemanları vasıtasıyla uygulanır. Her çekirdek, sistem tarafından gerekli tüm işlevlere sahip ayrı, bağımsız bir işlemci olarak algılanır.)
Saat frekansı (döngü, bir işlemcinin gerçekleştirebileceği saniye başına temel işlemdir. Bu nedenle döngü sayısı, işlemcinin saniyede kaç işlem işleyebileceğinin bir ölçüsüdür. Bu parametrenin birimi gigahertz GHz'dir.)
Önbellek (doğrudan işlemciye gömülü olan ve sık kullanılan verileri depolamak ve bunlara erişmek için kullanılan bellek önbellek olarak adlandırılır. Birkaç seviyeye bölünmüştür - L1, L2 ve L3. Daha yüksek önbellek seviyesi daha büyük bir miktara sahiptir, ancak daha az yüksektir -hızlı veri erişimi.)
Bit derinliği (işlemci ve RAM arasında bir saat döngüsünde değiş tokuş edilebilecek bilgi miktarını belirler. Bu parametre bit cinsinden ölçülür. Bit genişliği parametresi olası miktarı etkiler rasgele erişim belleği - 32 bit işlemci yalnızca 4 GB RAM ile çalışabilir.)
Verim
Güç tüketimi
Boyutlar
Ücret
Tasarlandıkları görev sınıfları
İşlemci performansı, güç tüketimi ve veri değişim oranlarının karşılaştırmalı özellikleri tablolar halinde sunulmuştur.
(Mfloplar, saniyede bir milyon kayan nokta işlemidir)
Nükleer bağlantıların yapısı ve bellek alt sisteminin organizasyonu, özellikle önbellek, işlemcinin genel performansına ve verimliliğine de önemli bir katkı sağlar.
CSX700 işlemci
CSX700 işlemci mimarisi, tipik olarak gömülü yüksek performanslı uygulamaların merkezinde olan Boyut, Ağırlık ve Güç (SWAP) sorununu çözmek için tasarlanmıştır. İşlemcileri, sistem arayüzlerini ve yerleşik hata düzeltme belleğini entegre ederek, CSX700 günümüz uygulamalarının taleplerini karşılamak için uygun maliyetli, güvenilir ve güçlü bir çözüm sunar.
İşlemci mimarisi, büyük veri paralelliği için optimize edilmiştir ve yüksek derecede verimlilik ve güvenilirlikle tasarlanmıştır. Mimari, zaman ve frekans alanlarında akıllı sinyal işleme ve görüntü işlemeye odaklanır.
CSX700 kristali, 192 yüksek performans içerir işlemci çekirdekleri, 256 KB'lik dahili tampon bellek (128 KB'lık iki banka), veri önbelleği ve talimat önbelleği, dahili ve harici hafıza, yerleşik DMA denetleyicisi. ClearConnect NoC teknolojisi, yonga üzerinde ve yongalar arası ağlar sağlamak için kullanılır (Şekil 11).
İşlemci, komut önbellekleri, veri önbellekleri, işleme elemanları için kontrol birimleri ve 96 hesaplama çekirdeği içeren nispeten bağımsız iki MTAP modülünden (MultiThreaded Array Processor) oluşur (Şekil 12).
Şekil: 12. MTAP bloğunun yapısı
Her çekirdekte bir çift kayan nokta hesaplama bloğu (toplama, çarpma, bölme, karekök, tek ve çift hassasiyetli sayılar desteklenir), 6 KB yüksek performanslı RAM, 128 baytlık kayıt dosyası bulunur. 64 bit sanal adres alanı ve 48 bit gerçek desteklenir.
Teknik Özellikler işlemci:
çekirdeklerin saat frekansı 250 MHz'dir;
Çift veya tek kesinlikli veriler için 96 GFlop;
double Precision Matrix Multiplication (DGEMM) testinde 75 GFlop'u destekler;
tamsayı işlemlerinin performansı 48 ShAO;
güç dağılımı 9 W;
dahili bellek veri yollarının bant genişliği 192 GB / s;
iki harici bellek veri yolu 4 GB / sn;
bireysel işlemciler arasındaki veri değişim oranı 4 GB / sn;
pCIe arayüzleri, 2 DDR2 DRAM (64 bit).
Düşük güçlü sistemler için tasarlanmış, verilen işlemci nispeten düşük saat hızında çalışır ve belirli bir güç ve termal ortamda uygulamaların performansını ayarlayan bir frekans kontrol mekanizmasına sahiptir.
CSX700, paralel programlama için uzantılara sahip optimize edilmiş bir ANSI C derleyicisine dayanan görsel hata ayıklama araçlarıyla Eclipse teknolojisine dayalı bir profesyonel geliştirme ortamı (SDK) tarafından desteklenir. Standart C kitaplığına ek olarak, FFT, BLAS, LAPACK, vb. Gibi işlevlere sahip bir dizi optimize edilmiş kitaplık vardır.
Modern intel işlemciler ve AMD
Modern işlemci pazarı iki ana rakibe bölünmüştür - Intel ve AMD.
Core i7 ailesi sayesinde Intel işlemciler günümüzün en üretkenleri olarak kabul ediliyor Extreme Sürümü... Modele bağlı olarak, aynı anda 6 çekirdeğe, 3300 MHz'e kadar saat hızlarına ve 15 MB'a kadar L3 önbelleğe sahip olabilirler. Masaüstü işlemci segmentindeki en popüler çekirdekler Intel - Ivy Bridge ve Sandy Bridge'e dayanmaktadır.
Intel işlemciler, sistem verimliliğini artırmak için tescilli özel teknolojileri kullanır.
1. Hyper Threading - Bu teknoloji sayesinde, işlemcinin her bir fiziksel çekirdeği aynı anda iki hesaplama iş parçacığı işleyebiliyor, mantıksal çekirdek sayısının gerçekte iki katına çıktığı ortaya çıkıyor.
2. Turbo Boost - Kullanıcının işlemcide maksimum hızı aşmadan otomatik olarak hız aşırtmasını sağlar. izin verilen sınır çalışma sıcaklığı çekirdekler.
3. Intel QuickPath Interconnect (QPI) - QPI halka veriyolu, tüm işlemci bileşenlerini birbirine bağlayarak bilgi alışverişinde olası tüm gecikmeleri en aza indirir.
4. Görselleştirme Teknolojisi - Sanallaştırma çözümleri için donanım desteği.
5. Intel Execute Disable Bit - Pratik Olarak antivirüs programı, arabellek taşması teknolojisine dayalı olası virüs saldırılarına karşı donanım koruması sağlar.
6. İşlemci üzerindeki yüke bağlı olarak voltaj düzeyini ve frekansı değiştirmenize izin veren Intel SpeedStep-Tool.
Core i7 - şu anda şirketin en üst çizgisi
Core i5 - yüksek performans
Core i3 - düşük fiyat, yüksek / orta performans
Çoğu hızlı işlemciler AMD hala en hızlı Intel işlemcilerinden daha yavaştır (Kasım 2010 verileri). Ama onun sayesinde iyi oran fiyatlar ve kalite, aMD işlemciler, özellikle masaüstü bilgisayarlar için, Intel işlemcilere harika bir alternatiftir.
Athlon II ve Phenom II işlemciler için yalnızca saat hızı değil, aynı zamanda işlemci çekirdek sayısı da önemlidir. Athlon II ve Phenom II, modele bağlı olarak iki, üç veya dört çekirdeğe sahip olabilir. Altı çekirdekli model yalnızca Highend Phenom II serisidir.
Çoğu modern AMD işlemcisi, varsayılan olarak aşağıdaki teknolojileri destekler:
1. AMD Turbo CORE - Bu teknoloji, kontrollü hız aşırtma yoluyla tüm işlemci çekirdeklerinin performansını otomatik olarak ayarlamak için tasarlanmıştır (Intel, TurboBoost adlı benzer bir teknolojiye sahiptir).
2. AVX (Gelişmiş Vektör Uzantıları), XOP ve FMA4 - Özel olarak kayan nokta sayılarıyla çalışmak üzere tasarlanmış genişletilmiş bir komut kümesine sahip bir araç. Kesinlikle kullanışlı bir araç seti.
3. AES (Gelişmiş Şifreleme Standardı) - B yazılım uygulamaları veri şifreleme kullanmak performansı artırır.
4. AMD Görselleştirme (AMD-V) - Bu sanallaştırma teknolojisi, bir bilgisayarın kaynaklarının birkaç sanal makine arasında paylaşılmasına yardımcı olur.
5. AMD PowcrNow! - Güç yönetimi teknolojisi. İşlemcinin bir bölümünü dinamik olarak etkinleştirip devre dışı bırakarak kullanıcının performans kazanımları elde etmesine yardımcı olurlar.
6. NX Bit - Enfeksiyonu önlemeye yardımcı olan benzersiz antivirüs teknolojisi kişisel bilgisayar belirli kötü amaçlı yazılım türleri.
CBS'de kullanın
Coğrafi Bilgi Sistemleri - Birleşik tablo, metin ve kartografik verileri, demografik, istatistiksel, arazi, belediye, adres ve diğer bilgileri analiz etmek için çok işlevli araçlar. Çok çekirdekli işlemciler, programların çalışmasını önemli ölçüde hızlandırıp dağıttığı için çeşitli bilgi türlerinin hızlı işlenmesi için gereklidir.
ÇIKTI
Çok çekirdekli işlemcilere geçiş, performansı iyileştirmenin ana odak noktası haline geliyor. Şu anda en yaygın olanı 4 ve 6 çekirdekli işlemciler olarak kabul ediliyor. Her çekirdek, sistem tarafından gerekli tüm işlevlere sahip ayrı, bağımsız bir işlemci olarak algılanır. Çok çekirdekli işlemci teknolojisi, bilgi işlem işlemlerini paralelleştirmeyi mümkün kıldı ve bunun sonucunda PC hız göstergesi arttı.
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
Çok çekirdekli işlemcilerin faydaları
Programların çalışmalarını, örneğin, uygulamaların ana görevleri ve işletim sisteminin arka plan görevlerini birkaç çekirdekte dağıtma yeteneği;
Programların hızını artırın;
Hesaplama açısından yoğun süreçler çok daha hızlıdır;
Hesaplama gerektiren multimedya uygulamalarının (örneğin, video editörleri) daha verimli kullanımı;
Azaltılmış enerji tüketimi;
PC kullanıcısının işi daha rahat hale gelir;