Ancak, frekans göstergelerinin yeni zirvelerinin fethi ile, artışı etkilediği için arttırmak zorlaştı. TDP işlemciler... Bu nedenle, geliştiriciler işlemcileri genişlikte, yani çekirdek eklemek için büyütmeye başladılar ve çok çekirdek kavramı bu şekilde ortaya çıktı.
Sadece 6-7 yıl önce, çok çekirdekli işlemcilerden neredeyse hiç bahsedilmiyordu. Hayır, aynı IBM şirketinden çok çekirdekli işlemciler daha önce de vardı, ancak ilk çift çekirdekli işlemcinin görünümü masaüstü bilgisayarlar , yalnızca 2005'te gerçekleşti ve buna pentium işlemci D. Ayrıca, 2005 yılında AMD'nin çift çekirdekli Opteron'u piyasaya sürüldü, ancak sunucu sistemleri için.
Bu makalede, tarihsel gerçekleri ayrıntılı olarak incelemeyeceğiz, ancak modern çok çekirdekli işlemcileri bir CPU'nun özelliklerinden biri olarak tartışacağız. Ve en önemlisi, bu çok çekirdeğin işlemci ve sizin ve benim için performans açısından ne verdiğini bulmamız gerekiyor.
Çoklu çekirdek sayesinde artan performans
Birden çok çekirdek pahasına işlemci performansını artırma ilkesi, iş parçacıklarının (çeşitli görevler) yürütülmesini birkaç çekirdeğe bölmektir. Özetle sisteminizde çalışan hemen hemen her işlemin birden fazla iş parçacığı olduğunu söyleyebiliriz.
Hemen bir rezervasyon yapacağım işletim sistemi kendisi için sanal olarak çok sayıda iş parçacığı oluşturabilir ve fiziksel bir işlemci ve tek çekirdekli olsa bile hepsini aynı anda gerçekleştirebilir. Bu ilke, Windows çoklu görevini uygular (örneğin, aynı anda müzik dinleme ve yazma).
Örneğin antivirüs yazılımını ele alalım. Bir akış bilgisayarı tarayacak, diğeri anti-virüs veritabanını güncelleyecektir (genel konsepti anlamak için her şeyi çok basitleştirdik).
Ve iki farklı durumda ne olacağını düşünelim:
a) İşlemci tek çekirdekli. İki iş parçacığı bizimle aynı anda yürütüldüğünden, bu aynı anda yürütme işlemini kullanıcı için (görsel olarak) yaratmamız gerekir. İşletim sistemi akıllıca yapar:bu iki iş parçacığının yürütülmesi arasında bir anahtar vardır (bu anahtarlar anlıktır ve zaman milisaniye cinsinden gider). Yani, sistem güncellemeyi biraz "gerçekleştirdi", ardından aniden taramaya, ardından güncellemeye geri döndü. Bu nedenle, sizin ve benim için izlenim, bu iki görevin aynı anda gerçekleştirilmesidir. Ama ne kayboldu? Elbette performans. Öyleyse ikinci seçeneğe bakalım.
b) Çok çekirdekli işlemci. Bu durumda, bu geçiş gerçekleşmeyecektir. Sistem, her bir iş parçacığını açıkça ayrı bir çekirdeğe gönderecek ve sonuç olarak, iş parçacığından iş parçacığına performansa zarar veren geçişten kurtulmamızı sağlayacak (durumu idealize ediyoruz). Aynı anda iki iş parçacığı çalıştırılır, bu çok çekirdekli ve çok iş parçacıklı ilkedir. Sonunda, çok çekirdekli bir işlemcide tarama ve güncelleme konusunda tek çekirdekli bir işlemciye göre çok daha hızlı olacağız. Ancak bir sorun var - tüm programlar çok çekirdekliyi desteklemez. Her program bu şekilde optimize edilemez. Ve her şey anlattığımız kadar mükemmel olmaktan uzak. Ancak her gün geliştiriciler, çok çekirdekli işlemcilerde yürütme için mükemmel şekilde optimize edilmiş koda sahip olan daha fazla program oluşturur.
Çok çekirdekli işlemcilere mi ihtiyacınız var? Günlük Sebep
Ne zaman işlemci seçimi bir bilgisayar için (yani, çekirdek sayısını düşünürken), gerçekleştireceği ana görev türlerini belirlemelisiniz.
Bilgisayar donanımı alanındaki bilginizi geliştirmek için aşağıdaki materyalleri okuyabilirsiniz. işlemci soketleri .
Tek çekirdekli çözümlere geri dönmenin bir anlamı olmadığından, başlangıç \u200b\u200bnoktası çift çekirdekli işlemciler olarak adlandırılabilir. Ancak çift çekirdekli işlemciler de farklıdır. "En yeni" Celeron olmayabilir, ancak tıpkı AMD - Sempron veya Phenom II gibi Ivy Bridge üzerinde Core i3 olabilir. Doğal olarak, diğer göstergeler nedeniyle performansları çok farklı olacaktır, bu nedenle her şeye kapsamlı bir şekilde bakmanız ve çok çekirdekli diğerleriyle karşılaştırmanız gerekir. işlemcilerin özellikleri.
Örneğin, Ivy Bridge üzerindeki Core i3, 4 iş parçacığını aynı anda işlemeye izin veren Hyper-Treading teknolojisine sahiptir (işletim sistemi 2 fiziksel çekirdek yerine 4 mantıksal çekirdek görür). Ve aynı Celeron bununla övünmez.
Ama doğrudan gerekli görevler hakkında düşünmeye dönelim. İçin bir bilgisayar gerekiyorsa ofis işi ve internette gezinmek, o zaman çift çekirdekli bir işlemci onun için yeterli.
Oyun performansı söz konusu olduğunda, çoğu oyunda rahat hissetmek için 4 veya daha fazla çekirdek gerekir. Ancak burada da aynı engel ortaya çıkıyor: tüm oyunlar 4 çekirdekli işlemciler için optimize edilmiş kodlara sahip değil ve optimize edilmişlerse, istediğimiz kadar verimli değil. Ancak, prensip olarak, oyunlar için artık en uygun çözüm tam olarak 4. nükleer işlemci.
Bugün, aynı 8 çekirdekli AMD işlemciler, oyunlar için fazlalıktır, yedek çekirdek sayısıdır, ancak performans yeterli değildir, ancak başka avantajları da vardır. Bu aynı 8 çekirdek, yüksek kaliteli çok iş parçacıklı çalışma ile güçlü çalışmanın gerekli olduğu görevlerde büyük ölçüde yardımcı olacaktır. Bunlar, örneğin, video oluşturma (işleme) veya sunucu tarafında bilgi işlem içerir. Bu nedenle, bu tür görevler 6, 8 veya daha fazla çekirdek gerektirir. Ve yakında oyunlar yüksek kalitede 8 veya daha fazla çekirdek yükleyebilecek, bu yüzden gelecekte her şey çok pembe olacak.
Tek iş parçacıklı bir yük oluşturan birçok görev olduğunu unutmayın. Ve kendinize bir soru sormaya değer: Bu 8 çekirdeğe ihtiyacım var mı yok mu?
Küçük sonuçları özetleyerek, çok çekirdekliğin avantajlarının "ağır" hesaplamalı çok iş parçacıklı çalışmalarda ortaya çıktığını bir kez daha belirtmek isterim. Ve aşırı gereksinimleri olan oyunları oynamıyorsanız ve iyi bilgi işlem gücü gerektiren belirli iş türleri yapmıyorsanız, pahalı çok çekirdekli işlemcilere para harcamanın hiçbir anlamı yoktur (
Son yıllarda, işlemci üreticileri maksimum saat frekansı - bunun yerine çekirdek sayısını artırarak CPU'nun gücünü artırır.
Kullanıcıların yeni çok çekirdekli yongalar satın almaktan fayda sağlayıp sağlamayacağını söyleyelim.
İlk çok çekirdekli yonga 2001'de piyasaya sürüldü. IBM'in Power4 işlemcisi, PowerPC mikro mimarisine dayalı iki 64 bit çekirdeğe sahipti, ancak yalnızca dar profilli görevleri çözmek için kullanıldı. Kişisel bilgisayar kullanıcıları, dört uzun yıl daha çift çekirdekli CPU'yu beklemek zorunda kaldı. Son olarak, Mayıs 2005'te, çift çekirdekli 64 bit mikro işlemcinin hemen ardından
AMD'den sunucu sistemleri için Opteron, çift çekirdekli çıktı Intel pentium Evcil hayvanlar için D kişisel bilgisayarlar... Kasım 2007'de, bilgisayar endüstrisinde bir kargaşaya, bir kalıba dört çekirdek sığdırmayı başaran AMD neden oldu ve bunun sonucunda K10 mikro mimarisine sahip AMD Phenom X4 işlemcisi oluşturuldu. Bununla birlikte, yeni bir yaratımın geliştirilmesindeki kusurlar nedeniyle, tam teşekküllü bir devrim işe yaramadı ve o sırada piyasadaki ana oyuncu oldu. intel, ilk "dört çekirdekli" Intel Core 2 Quad'ı başlattı.
2009, iki uzun süredir devam eden rakibin ürün serilerinde önemli değişiklikler gördü. Eski Intel Core 2 Duo ailesinin yerini yenisi aldı intel işlemciler Çekirdek serisi i3, i5 ve i7. Mikromimarisi var Kumlu köprü ve 32 nanometre proses teknolojisi kullanılarak üretilmektedir. Ayrıca 14 Ekim 2011'de, mimariye dayalı en yeni altı çekirdekli Intel Core i7-3960X işlemcinin ışığını gördü. Sandy bridge-eIntel'in bugün ev kullanıcıları için en hızlı CPU'su. Bu arada AMD, dört çekirdekli Phenom X4'ü önemli ölçüde geliştirerek önbellek miktarını artırdı ve 45 nanometreye hakim oldu. teknolojik süreçve Nisan 2010'da, Intel'in çok ileri gitmesine izin vermeyen kod adı Thuban olan "altı çekirdekli" AMD Phenom II X6'yı duyurdu. Dahası, son zamanlarda en son Bulldozer mikro mimarisine dayanan AMD işlemcilerin bir sunumu vardı. En önemli yeniliklerden biri, x86 sistemindeki çekirdek düzenlemesinin modüler ilkesidir - her modülde iki tane. Bu özellik sayesinde şirket, farklı sayıda bilgi işlem birimi ve saat frekansları ile çözümler sunarak kolaylıkla bir model yelpazesi oluşturabilir. En son kreasyonlarının ışığında AMD, Intel işlemcileri devralmaya hazırlanıyor.
Intel ve AMD'nin üst düzey dört, altı ve sekiz çekirdekli işlemcilerinin performansını test edip karşılaştırdık ve bugün ekstra çekirdekler için fazla ödeme yapmaya değip değmeyeceğini bulmaya karar verdik.
Paralel hesaplama
İlk işlemciler ortaya çıktığında bile, üreticiler güçlerini en üst düzeye çıkarmaya çalıştılar. 1995 yılında, Washington Üniversitesi, Intel tarafından şu şekilde alınan ve uygulanan "eşzamanlı çoklu okumayı" destekleme fikrini ortaya attı. hyper-Threading teknolojisi... Pratikte, bir fiziksel CPU'yu iki sanal CPU'ya bölmek ve işlemcinin performansını önemli ölçüde optimize etmek gibi görünüyordu. Bu teknolojiyi destekleyen ilk mikroçip, 14 Kasım 2002'de piyasaya sürülen Intel Pentium 4'tür. Şirket temsilcilerine göre, Hyper-Threading teknolojisinin devreye girmesi ve kalıp alanında gerekli% 5'lik artış, yonga performansının% 15-30 oranında artmasını sağladı. Doğru, bu rakamlar doğrudan hesaplamalar için kullanılan programlara bağlıydı. AMD adına benzer bir teknolojinin yaratılmasından bahsedersek, o zaman burada Intel rakiplerinden önemli ölçüde önde.
MULTI-CORE'UN AVANTAJLARI.
Yani yaratılış çok çekirdekli işlemciler HyperThreading teknolojisinin mantıksal bir gelişimi olarak düşünülebilir. Üreticiler CPU'nun çalışmasını birden fazla iş parçacığına bölmeye çalışırlar. işlemci çekirdekleri Paralel olarak işleyebilecektir. Bununla birlikte, bunun için, çok çekirdekli yalnızca işletim sistemi tarafından değil, aynı zamanda belirli programlar tarafından da tam olarak desteklenmelidir. Şimdi, piyasadaki "çok çekirdekli" hakimiyete rağmen, onlar için optimize edilmiş uygulama sayısı minimumdur. Genellikle burada, yeni işlemcilerle "arkadaş" olan ve çekirdeklerinin tüm gücünü kullanan multimedya veya oldukça özelleşmiş programlardan bahsediyoruz. Oyun ürünleriyle durum şu şekildedir: birçok oyun zaten iki ve dört çekirdekli çalışacak şekilde optimize edilmiştir ve zamanla modern CPU'ların çok çekirdekli kaynakları da kullanılacaktır. Bu arada, dört çekirdekli işlemciler bilgisayar dünyasında en pratik ve alakalı görünüyorlar ve belki de altı ve sekiz çekirdekli yongalar, yalnızca sisteminizde çoklu okuma desteği olan programlar çalıştıracaksanız satın almaya değer.
MULTI-CORE CPU'UN EKSİLERİ
Altı ve sekiz çekirdekli işlemcilerin çok daha fazla dezavantajı var. En önemlilerinden biri etkileyici güç tüketimidir, bu da güçlü ısı dağılımı ve yük altında çalışırken çipin yüksek sıcaklıkları anlamına gelir. Üreticiler, giderek daha fazla "hassas" teknolojik süreçlerde ustalaşarak ve daha gelişmiş güç planları geliştirerek bununla mücadele ediyorlar. Ayrıca, ilgili şirketin zaten belirtilen açığı yazılım: Mikroçipin potansiyelinin çoğu henüz gerçekleştirilmemiştir. Ek olarak, çok çekirdekli işlemcilerin birincil maliyeti, ortalama bir kullanıcı için cazip olmayan fiyatı da belirlemektedir ve bu da talebi sınırlamaktadır.
Test sonuçları: Intel - daha hızlı, AMD - daha karlı
Test için çeşitli kategorilerde Intel ve AMD'den en iyi çok çekirdekli işlemcileri seçtik. Bizim için en ilginç olanı, montaj hattından yeni çıkan "devler" - Buldozer mikro mimarisine dayanan dünyanın ilk sekiz çekirdekli AMD FX-8150 yongası ve güçlü bir altı çekirdekli Intel Core i7-3960X arasındaki çatışma gibi görünüyordu. Ne yazık ki hiçbir sorun yoktu: Sandy Bridge-E mikro mimarisine dayanan Intel çipi, performans açısından görünüşte müthiş "buldozer" AMD'den önemli ölçüde daha iyi performans gösterdi. Ayrıca, yeni işlemci AMD, dört çekirdekli yeni AMD Phenom II X4 980 BE'den çok uzak olan iki testte bile kaybederek tüm cephelerde ezici bir yenilgiye uğradı.
Bir diğer dört çekirdekli işlemci Intel Core i7 2600K hoş bir sürprizdi. Geçen yılın başında piyasaya sürülen ağabeyinin performansında sadece biraz geride kaldı - ve bu ikincisinin üç kat daha pahalı olmasına rağmen. Extreme Edition serisindeki bir başka inanılmaz derecede pahalı altı çekirdekli Intel Core i7-990X işlemci, testlerde iyi performans gösterdi, ancak sonunda daha ucuz Intel Core i7-2600K dört çekirdekli yonga kaybetti. Ve en etkili, garip bir şekilde, çok çekirdekli, altı çekirdekli AMD Phenom II X6 HOOT Black Edition'da uygulandı ve Gordian Knot testinde çok uygun bir fiyata, yeminli rakip Intel Core i73960X ve Intel Core i7- karşısında 39 saniye (% 29) kazanmayı başardı. 2600K. Ancak ikincisi, son turda biraz oynadı ve çok çekirdekli CPU'lar için destek sağlayan Unreal Tournament III oyununda biraz daha fazla FPS kazandı.
Bu nedenle, merkezi işlemcinin mutlak gücünden bahsediyorsak, maliyeti ne olursa olsun, burada Intel'in modern yongaları yoktur. Ama belirli bir tanesinin verimliliğini teorik olarak hesaplamaya çalışırsak? İşlemciye harcanan her kuruştan, genel olarak AMD'nin modelleri ve özellikle altı çekirdekli AMD Phenom II X6 1100T Black Edition yararlanacak.
Gelişim trendleri: gelecek bize ne vaat ediyor?
Bir bilgisayar mikro işlemcisi birkaç yıl içinde neye benzeyecek? Günümüzün tanınmış gelişmeleri ve üreticilerin planlarından yola çıkarak geleceğe bakmaya çalışalım. Intel, Tick-Tock stratejisine sadık kalıyor ve yeni mikro mimari ve iş akışına sorunsuz bir geçiş sağlıyor. Sandy Bridge-E, Tak aşamasının bir parçası olarak sunuldu ve şimdi bu yıl bir sonraki Tic aşaması, benzersiz üç boyutlu Intel 3D Tri-Gate transistörleri ve mikro mimariye dayalı yeni sekiz çekirdekli işlemcilerin piyasaya sürülmesini kullanarak üretimi 22 nanometrelik bir teknolojik sürece geçirecek. Sarmaşık köprü. Ancak aynı zamanda devam eden iş CPU için sonraki adımlar: Intel CEO'su Paul Otellini geçtiğimiz günlerde şirketin Ivy Bridge'in halefi olması gereken Haswell mimarisini 2013'te tamamladığını duyurdu.
AMD'nin CPU geliştirmesi zorlukla ilerliyor gibi görünüyor. Daha önce duyurulan CPU Komodo sürümü beklenmedik bir şekilde iptal edildi - yeni bir çok çekirdekli (sekize kadar dahil) yonga ailesiyle değiştirildi AMD Vishera Piledriver mimarisine (Buldozer sisteminin mantıksal evrimi) ve yeni Volan platformuna dayalıdır.
Analistler, mevcut işlemci modelinin önümüzdeki yıllarda değişmeyeceğini öne sürüyor. Uzun zamandır "emekli olacağı" tahmin edilen silikon ana yapı olmaya devam edecek
birim. Bununla birlikte, yeni ilginç elementler sırtında nefes alır, örneğin grafon - bir atomun minyatür kalınlığına sahip bir karbon kristali. Uzun vadede işlemciler, kuantum, optik ve hatta moleküler bilgisayarların ortaya çıkmasına yol açacak devrim niteliğinde değişikliklerle karşı karşıya kalacak.
İlginç: deneysel çok çekirdekli çipler
2006 yılı. Intel, 32 nanometre işlem teknolojisi kullanılarak üretilen 80 çekirdekli bir CPU'nun prototipini açıkladı.
2009 yılı. Tilera, her bir çekirdeğin L1 ve L2 önbelleğe sahip ayrı bir çip olduğu 100 çekirdekli bir sunucu işlemcisinin bir prototipini gösterdi.
2009 yılı. Intel, 48 çekirdekli bir CPU olan bir "bulut" bilgisayar gösterdi. Dahası, bu tür bir bilgisayarın 48 çekirdeğinin tümü ağ düğümleri olarak birbirleriyle iletişim kurar.
2011. Intel, yeni bir Many Integrated Core (MIC) mikromimarisi geliştirdi. Buna dayanan yeni işlemciler 50'den fazla çekirdek alacak ve 2012'nin başlarında 22 nanometre işlem teknolojisi kullanılarak üretilmeye başlayacak.
2011. Adapteva, 1 watt'tan daha az güç tüketirken 70 gigaflop (saniyede kayan nokta işlemleri) performans sağlayan 64 çekirdekli Epiphany IV mikroişlemcilerini tanıttı. Bu yongalar merkezi işlem birimleri olarak kullanılamaz, ancak Adapteva bunları, yüzleri veya kullanıcı hareketlerini tanıma gibi karmaşık görevler için bir yardımcı işlemci olarak kullanmayı önerir.
yıl2012. Creative Technology'nin bir yan kuruluşu olan ZiiLabs, ZMS-40 yongasına dayalı 100 çekirdekli bir sistemi duyurdu. Kayan nokta hesaplamaları için en yüksek sistem performansı 50 gigaflop idi.
Mobil Dört Çekirdekli İşlemciler
Geçen yılın sonunda, NVIDIA tüm meraklıları bu sürümle tamamen heyecanlandırdı mobil işlemci Beş Cortex A9 çekirdeğine sahip NVIDIA Tegra 3. Bunlardan dördü 1,4 GHz'de çalışır, ancak yalnızca gerektiğinde etkinleştirilir ve
500 MHz hız aşırtılmış ek beşinci çekirdek, sürekli çalışır ve basit sorunları çözmeye hizmet eder. Yüksek kaliteli, çalışan proxy listelerini arayın, en düşük fiyata yeni proxy listeleri satın alabilirsiniz. Bu teknoloji, CPU güç tüketimini önemli ölçüde azaltabilir. Yeni işlemciye dayanan ilk cihaz ASUS Transformer Prime tabletti. Ek olarak, özellikle bu yıl DirectX 11 destekli Trinity kodlu entegre grafik çekirdeğine sahip dört çekirdekli bir mobil yongayı piyasaya sürmeyi vaat eden AMD'nin iddialı planlarını da unutmayın.
*** *** |
***
... geliştirme sürecinde çekirdek sayısı gittikçe artacaktır.
(Intel Geliştiricileri)
Hala çekirdek, Dahası çekirdekve hatta çok, çok çekirdek!..
... Yakın zamana kadar duymadık ve bilmiyorduk çok çekirdekli işlemciler ve bugün agresif bir şekilde tek çekirdekli olanların yerini alıyorlar. Çok çekirdekli işlemcilerin patlaması başladı, bu hala birazcık! - nispeten yüksek fiyatları onları kısıtlıyor. Ancak geleceğin çok çekirdekli işlemcilerde olduğundan kimsenin şüphesi yok! ..
İşlemci çekirdeği nedir
Modern bir merkezi mikroişlemcinin kalbinde ( İşlemci - kısalt. İngilizceden merkezi işlem birimi - merkezi bilgi işlem cihazı) çekirdek ( çekirdek) Yaklaşık bir santimetre kare alana sahip bir silikon kristal olup, üzerinde işlemcinin şematik bir diyagramı, sözde mikroskobik mantık elemanları aracılığıyla uygulanır. mimari (çip mimarisi).
Çekirdek, çipin geri kalanına bağlanır ("paketleme" olarak adlandırılır, CPU Paketi) flip-chip teknolojisi ile ( flip-chip, flip-chip yapıştırma - ters çekirdek, ters kristal yöntemiyle sabitleme). Bu teknoloji adını, daha iyi ısı dağıtımı için daha soğuk soğutma bloğu ile doğrudan temas sağlamak için dışarıya bakan - görünen - çekirdeğin aslında "alt kısmı" olduğu için almıştır. Arka (görünmez) tarafta "arayüzün" kendisi - kristal ve paket arasındaki bağlantı. İşlemci çekirdeğinin pakete bağlantısı, çıkıntılar kullanılarak yapılır ( Lehim darbeleri).
Çekirdek, temas yollarının "bacaklara" (temas pedleri) geçtiği bir textolite taban üzerinde bulunur, termal bir arayüzle doldurulur ve koruyucu bir metal kapakla kapatılır.
İlk (doğal olarak tek çekirdekli!) Mikroişlemci Intel 4004 Intel Corporation tarafından 15 Kasım 1971'de tanıtıldı. 2300 transistör içeriyordu, 108 kHz'de çalışıyordu ve 300 dolara mal oluyordu.
Merkezi mikroişlemcinin bilgi işlem gücü gereksinimleri istikrarlı bir şekilde arttı ve büyümeye devam ediyor. Ancak daha önceki işlemci üreticilerinin mevcut acil (sürekli artan!) Kullanıcı taleplerine sürekli olarak adapte olması gerekiyorsa, artık yonga üreticileri oyunun önünde!
Uzun bir süredir, geleneksel tek çekirdekli işlemcilerin performansındaki artış, esas olarak, bir kristal üzerindeki transistör sayısında eşzamanlı bir artışla birlikte, saat frekansındaki sıralı bir artıştan (işlemcinin performansının yaklaşık% 80'i saat frekansı tarafından belirlendi) kaynaklanıyordu. Bununla birlikte, saat frekansında daha fazla artış (3,8 GHz'den daha yüksek bir saat frekansında çipler aşırı ısınır!) Bir dizi temel fiziksel engelle karşılaşır (çünkü teknolojik süreç neredeyse bir atom boyutuna yaklaşmıştır: günümüz işlemcileri 45 nm teknolojisi kullanılarak üretilmektedir ve bir silikon atomunun boyutu yaklaşık 0,543 nm):
Birincisi, kristal boyutu küçüldükçe ve saat frekansı arttıkça, transistörlerin kaçak akımı artar. Bu, daha yüksek güç tüketimine ve artan ısı çıkışına yol açar;
İkinci olarak, daha yüksek saat hızlarının faydaları, bellek gecikmesiyle kısmen dengelenir çünkü bellek erişim süreleri, artan saat hızlarıyla eşleşmez;
Üçüncüsü, bazı uygulamalar için, geleneksel sıralı mimariler, "von Neumann darboğazı" olarak adlandırılan - sıralı bir hesaplama akışından kaynaklanan bir performans sınırlaması nedeniyle artan saat hızlarıyla verimsiz hale gelir. Bu durumda dirençli-kapasitif sinyal iletim gecikmeleri artar, bu da saat frekansındaki bir artışla ilişkili ek bir darboğazdır.
Çok işlemcili sistemlerin kullanımı da karmaşık ve pahalı çok işlemcili sistemler gerektirdiğinden yaygın değildir. anakartlar... Bu nedenle, mikroişlemcilerin performansının başka yollarla daha da iyileştirilmesine karar verildi. En etkili yön kavram olarak kabul edildi çok iş parçacıklısüper bilgisayarlar dünyasında ortaya çıkan, birkaç komut akışının aynı anda paralel olarak işlenmesidir.
Yani şirketin bağırsaklarında Intel doğdu Hyper-Threading Teknolojisi (HTT) İşlemcinin tek çekirdekli bir işlemcide aynı anda dört adede kadar program iş parçacığını yürütmesine izin veren süper iş parçacıklı bir veri işleme teknolojisidir. Hiper iş parçacığı Yoğun kaynak gerektiren uygulamaların (örneğin, ses ve video düzenleme ile ilgili) yürütme verimliliğini önemli ölçüde artırır. 3 boyutlu-modeling) ve işletim sisteminin çoklu görev modunda çalışması.
İşlemci Pentium 4 dahil Hiper iş parçacığı bir tane var fiziksel ikiye bölünmüş bir çekirdek mantıklıbu nedenle işletim sistemi onu iki farklı işlemci olarak tanımlar (bir yerine).
Hiper iş parçacığı aslında bir kalıpta iki fiziksel çekirdekli işlemcilerin yaratılmasında bir sıçrama tahtası haline geldi. 2 çekirdekli bir yongada, iki çekirdek (iki işlemci!) Paralel olarak çalışır ve daha düşük bir saat frekansında hakkındaiki bağımsız talimat akışı paralel olarak yürütüldüğünden (aynı anda!) daha iyi performans
Bir işlemcinin aynı anda birden fazla iş parçacığı yürütme yeteneği denir iş parçacığı düzeyinde paralellik (TLP – iş parçacığı düzeyinde paralellik). İhtiyaç TLP belirli duruma bağlıdır (bazı durumlarda bu tamamen işe yaramaz!).
İşlemci oluşturmanın temel sorunları
Her işlemci çekirdeği bağımsız olmalıdır - bağımsız güç tüketimi ve kontrollü güç;
Yazılım pazarına, komut dallanma algoritmasını etkin bir şekilde çift (çift çekirdek sayısına sahip işlemciler için) veya tek (tek çekirdek sayısına sahip işlemciler için) sayıda iş parçacığına bölebilen programlar sağlanmalıdır;
…
Basın servisine göre AMD, bugün 4 çekirdekli işlemci pazarı toplamın% 2'sinden fazla değil. Açıkçası, modern alıcı için, şimdiye kadar ev ihtiyaçları için 4 çekirdekli bir işlemci satın almak birçok nedenden dolayı neredeyse hiç mantıklı gelmiyor. Birincisi, bugün aynı anda çalışan 4 iş parçacığının avantajlarını etkin bir şekilde kullanabilen pratik olarak hiçbir program yoktur; ikincisi, üreticiler 4 çekirdekli işlemcileri Hi-End-Çapta ekleyerek çözümler en modern ekran kartları ve hacimsel sabit sürücüler, - ve bu sonuçta zaten pahalı olanların maliyetini daha da artırıyor …
Geliştiriciler Intel diyorlar ki: "... gelişme sürecinde çekirdek sayısı gittikçe artacak ...".
***
Gelecekte bizi neler bekliyor
Şirkette Intel artık "Multinuclear" hakkında konuşmuyorlar ( Çok Çekirdekli) işlemciler, 2-, 4-, 8-, 16- ve hatta 32 çekirdekli çözümlerle ve "Çok çekirdekli" ( Çok çekirdekli), işlemci mimarisiyle karşılaştırılabilir (ancak benzer olmayan) yonganın tamamen yeni bir mimari mikro yapısını ifade eder Hücre.
Böyle bir yapı Çok çekirdekli-çip, aynı talimat setiyle çalışmayı, ancak güçlü bir merkezi çekirdek veya birkaç güçlü İşlemciÇok iş parçacıklı modda karmaşık multimedya uygulamalarını daha verimli bir şekilde yönetmenize yardımcı olmak için birçok yardımcı çekirdekle çevrili. Genel amaçlı çekirdeklere ek olarak, işlemciler Intel ayrıca grafikler, konuşma tanıma algoritmaları ve iletişim protokollerini işleme gibi çeşitli görev sınıflarını gerçekleştirmek için özelleştirilmiş çekirdeklere sahip olacak.
Bu tam olarak Justin Rattner'ın ( Justin R. Rattner), sektör yöneticisi Kurumsal Teknoloji Grubu Intel, Tokyo'da bir basın toplantısında. Ona göre, yeni bir çok çekirdekli işlemcide bu tür birkaç düzine yardımcı çekirdek olabilir. Yüksek ısı dağılımı, çok çekirdekli kristaller ile büyük, güç tüketen bilgi işlem çekirdeklerine odaklanmanın aksine Intel Çekirdeklerin geri kalanı devre dışı bırakılırken, yalnızca geçerli görev için gerekli olan çekirdekleri etkinleştirir. Bu, kristalin belirli bir zamanda tam olarak ihtiyaç duyduğu kadar elektrik tüketmesini sağlayacaktır.
Temmuz 2008'de şirket Intel onlarca hatta binlerce bilgi işlem çekirdeğini tek bir işlemciye entegre etme olasılığını düşündüğünü duyurdu. Envar Galum Baş Mühendisi ( Enver guloum) blogunda şöyle yazdı: "Nihayetinde, bir sonraki ipucumu kullanmanızı tavsiye ederim ... geliştiriciler şimdi onlarca, yüzlerce ve binlerce çekirdek hakkında düşünmeye başlamalı." Ona göre şu anda Intel "henüz satmadığımız çekirdek sayısına göre" bilgi işlem ölçeklendirebilecek teknolojileri araştırıyor.
Galum, sonuçta, çok çekirdekli sistemlerin başarısının, programlama dillerini değiştirmesi ve mevcut tüm kitaplıkları yeniden yazması gerekebilecek geliştiricilere bağlı olacağını söyledi.
Kötü bir saat limiti sorunu buldum. 3 GHz eşiğine ulaşan geliştiriciler, ürünlerinde güç tüketiminde ve ısı dağılımında önemli artışlarla karşı karşıya kalıyor. 2004'teki teknoloji seviyesi, bir silikon kristalindeki transistörlerin boyutunu önemli ölçüde azaltmaya izin vermedi ve bu durumdan çıkış yolu, frekansı artırma değil, döngü başına gerçekleştirilen işlem sayısını artırma girişimiydi. Çok işlemcili yerleşimin zaten test edildiği sunucu platformlarının deneyimlerinden yararlanılarak, iki işlemcinin tek bir yonga üzerinde birleştirilmesine karar verildi.
O zamandan bu yana çok zaman geçti, iki, üç, dört, altı ve hatta sekiz çekirdekli CPU'lar geniş erişimde göründü. Ancak ana pazar payı hala 2 ve 4 çekirdekli modeller tarafından işgal ediliyor. AMD durumu değiştirmeye çalışıyor, ancak Buldozer mimarileri beklentileri karşılamadı ve bütçe sekiz çekirdek hala dünyada çok popüler değil. Yani soru şuhangisi daha iyi: 2 veya 4 çekirdekli işlemci, hala alakalı.
2 ve 4 çekirdekli işlemci arasındaki fark
Donanım düzeyinde2 çekirdekli işlemci ile 4 çekirdekli arasındaki temel fark - fonksiyonel blokların sayısı. Her bir çekirdek, aslında kendi hesaplama düğümleriyle donatılmış ayrı bir CPU'dur. Bu tür 2 veya 4 CPU, dahili bir yüksek hızlı veri yolu ve RAM ile etkileşim için ortak bir bellek denetleyicisi ile birbirine bağlanır. Diğer işlevsel birimler de yaygın olabilir: çoğu modern CPU'nun birinci (L1) ve ikinci (L2) seviyelerinin ayrı bir önbelleği, tamsayı hesaplamaları blokları ve kayan nokta işlemleri vardır. Nispeten büyük L3 önbelleği tek ve tüm çekirdekler tarafından kullanılabilir. Daha önce bahsedilen AMD FX (Athlon CPU'lar ve A-serisi APU'lar gibi) ayrı ayrı not edilebilir: sadece önbellek ve denetleyiciyi değil aynı zamanda kayan nokta hesaplama birimlerini de paylaşırlar: bu tür modüllerin her biri aynı anda iki çekirdeğe aittir.
Şema dört çekirdekli AMD Athlon
Kullanıcı bakış açısından2 ve 4 çekirdekli işlemci arasındaki fark CPU'nun bir saat döngüsünde işleyebileceği görev sayısıdır. Aynı mimari ile teorik fark sırasıyla 2 ve 4 çekirdek için 2 kat veya 2 ve 8 çekirdek için 4 kat olacaktır. Bu nedenle, birkaç işlemin eşzamanlı çalışmasıyla, sayıdaki bir artış, sistemin hızında bir artışa yol açmalıdır. Aslında, 2 işlem yerine, dört çekirdekli bir CPU aynı anda dört işlem gerçekleştirebilir.
Neden çift çekirdekli CPU'lar bu kadar popüler
Çekirdek sayısındaki bir artış performansta bir artışa yol açıyorsa, o zaman dört, altı veya sekiz çekirdekli modellerin arka planına karşı çift çekirdekli şansı yok gibi görünüyor. Bununla birlikte, CPU pazarında dünya lideri Intel, ürün yelpazesini yıllık olarak günceller ve yalnızca birkaç çekirdekli (Core i3, Celeron, Pentium) yeni modeller çıkarır. Ve bu, akıllı telefonlarda ve tabletlerde bile kullanıcıların bu tür CPU'lara inanamayarak veya küçümseyerek baktığı gerçeğinin arka planına aykırıdır. En popüler modellerin neden çift çekirdekli işlemci olduğunu anlamak için dikkate alınması gereken birkaç temel faktör vardır.
Intel Core i3 - en popüler çift çekirdekli ev bilgisayarı işlemcileri
Uyumluluk sorunu... Yazılım oluştururken, geliştiriciler yazılımın hem yeni bilgisayarlarda hem de mevcut CPU ve GPU modellerinde çalışabilmesi için çabalarlar. Piyasadaki ürün yelpazesi göz önüne alındığında, oyunun hem iki çekirdekte hem de sekiz çekirdekte sorunsuz çalışmasını sağlamak önemlidir. Mevcut tüm ev bilgisayarlarının çoğu, çift \u200b\u200bçekirdekli işlemcibu nedenle, bu tür bilgisayarların desteklenmesine en çok dikkat edilmektedir.
Paralelleştirme görevlerinin karmaşıklığı... Tüm çekirdeklerin verimli bir şekilde kullanılmasını sağlamak için, program çalışırken gerçekleştirilen hesaplamalar eşit iş parçacıkları olarak bölünmelidir. Örneğin, her birine bir veya iki işlem atayarak tüm çekirdekleri en iyi şekilde kullanabilen bir görev, birkaç videonun aynı anda sıkıştırılmasıdır. Oyunlarda yapılan tüm işlemler birbirine bağlı olduğundan daha zordur. Ana işin yapılması gerçeğine rağmen grafik işlemci görüntü kartları, 3 boyutlu bir resmin oluşumu için bilgi CPU tarafından hazırlanır. Her bir çekirdeğin kendi veri yığınını işlemesi ve ardından diğerleriyle senkronize olarak GPU'ya beslemesi oldukça zordur. Daha fazla eşzamanlı hesaplama iş parçacığının işlenmesi gerekiyorsa, görev o kadar zor olur.
Teknolojilerin sürekliliği... Yazılım geliştiricileri, yeni projeleri için halihazırda tekrarlanan modernizasyondan geçen mevcut geliştirmeleri kullanır. Bazı durumlarda, bu tür teknolojilerin 10-15 yıldır geçmişte kök saldığı noktaya geliyor. On yıllık bir projeye dayanan bir geliştirme, tamamen olmasa da, çok isteksizdir, mükemmel optimizasyon için kardinal revizyona uygundur. Sonuç olarak, yazılımın bir bilgisayarın donanım yeteneklerini rasyonel bir şekilde kullanamaması söz konusudur. S.T.A.L.K.E.R. oyunu 2009'da piyasaya sürülen Call of Pripyat (çok çekirdekli CPU'ların en parlak döneminde) 2001 motoru üzerine inşa edildi, bu yüzden birden fazla çekirdek yükleyemez.
TAKİPÇİ. 4 çekirdekli bir CPU'nun yalnızca bir çekirdeğini tamamen kullanır
Durum, popüler çevrimiçi RPG World of Tanks ile aynı: dayandığı Big World motoru, çok çekirdekli CPU'ların henüz mümkün olan tek geliştirme yolu olarak algılanmadığı 2005 yılında oluşturuldu.
World of Tanks ayrıca yükün çekirdeklere eşit olarak nasıl dağıtılacağını da bilmiyor
Finansal zorluklar... Bir önceki nokta, bu sorunun bir sonucudur. Her bir uygulamayı mevcut teknolojiyi kullanmadan sıfırdan kurarsanız, uygulaması çok büyük miktarlarda maliyetlidir. Örneğin, GTA V'in geliştirme maliyeti 200 milyon doların üzerindeydi. Aynı zamanda, bazı teknolojiler hala "sıfırdan" yaratılmadı, ancak oyun aynı anda 5 platform için yazıldığından (Sony PS3, PS4, Xbox 360 ve One ve PC) önceki projelerden ödünç alındı.
GTA V, çok çekirdek için optimize edilmiştir ve işlemciyi eşit şekilde yükleyebilir
Tüm bu nüanslar, pratikte çok çekirdekli işlemcilerin potansiyelinin tam olarak kullanılmasına izin vermez. Donanım üreticilerinin ve yazılım geliştiricilerin karşılıklı bağımlılığı bir kısır döngü yaratır.
Hangi işlemci daha iyi: 2 veya 4 çekirdekli
Tüm avantajlara rağmen, çok çekirdekli işlemcilerin potansiyelinin hala tam olarak anlaşılmadığı açıktır. Bazı görevler genellikle yükün nasıl eşit olarak dağıtılacağını bilmez ve bir iş parçacığında çalışır, diğerleri bunu vasat bir verimlilikle yapar ve yazılımın yalnızca küçük bir kısmı tüm çekirdeklerle tam olarak etkileşime girer. Yani soru şuhangisi daha iyi işlemci, 2 veya 4 çekirdeksatın almak, mevcut durumun dikkatlice incelenmesini gerektirir.
Piyasada iki üreticinin ürünleri var: Uygulama özelliklerinde farklılık gösteren Intel ve AMD. Gelişmiş Mikro Aygıtlar geleneksel olarak çok çekirdeğe odaklanırken, Intel yalnızca çekirdek başına belirli performansta bir düşüşe yol açmazsa (ki bu kaçınılması çok zordur) böyle bir adım atmak ve çekirdek sayısını artırmak konusunda isteksizdir.
Çekirdek sayısındaki artış, her birinin genel performansını düşürür
Kural olarak, çok çekirdekli bir CPU'nun genel teorik ve pratik performansı, tek çekirdekli benzerinden daha düşüktür (aynı mikro mimari üzerine, aynı teknik işlemcilerle oluşturulmuştur). Bunun nedeni, çekirdeklerin paylaşılan kaynakları kullanmasıdır ve bu, en iyi yol performansı etkiler. Bu nedenle, aynı serideki bir çift çekirdekten kesinlikle daha zayıf olmayacağı beklentisiyle güçlü bir dört veya altı çekirdekli işlemci satın alamazsınız. Bazı durumlarda, aynı zamanda algılanabilir olacaktır. Bir örnek, sekiz çekirdekli AMD FX işlemciye sahip bir bilgisayarda eski oyunların başlatılmasıdır: FPS bazen benzer bir bilgisayardan daha düşüktür, ancak dört çekirdekli bir CPU ile.
Bugün çok çekirdeğe ihtiyacınız var mı
Bu, birçok çekirdeğe ihtiyaç olmadığı anlamına mı geliyor? Sonuç mantıklı görünmesine rağmen - hayır. Akciğerler günlük görevler (örneğin web'de gezinmek veya aynı anda birkaç programla çalışmak gibi) işlemci çekirdeklerinin sayısındaki artışa olumlu yanıt verir. Bu nedenle akıllı telefon üreticileri, belirli performansı geçersiz kılarak miktara odaklanıyorlar. Opera (ve Chromium motorunu temel alan diğer tarayıcılar), Firefox her açık sekmeyi sırasıyla ayrı bir işlem olarak başlatır, daha fazla çekirdek, sekmeler arasında geçiş o kadar hızlı olur. Dosya yöneticileri, ofis programları, oyuncular kendi başlarına kaynak yoğun değildir. Ancak aralarında sık sık geçiş yapmanız gerektiğinde, çok çekirdekli bir işlemci sistem performansını artıracaktır.
Opera tarayıcısı her sekmeye ayrı bir işlem atar
Intel bunun farkındadır, çünkü çekirdeğin kullanılmayan kaynakları kullanarak ikinci iş parçacığını işlemesine izin veren HuperThreading teknolojisi, Pentium 4 günlerinde ortaya çıktı. Ancak performans eksikliğini tam olarak telafi etmiyor.
"Görev Yöneticisi" nde, Huper Threading'e sahip 2 çekirdekli bir işlemci 4 çekirdekli olarak görüntülenir
Bu arada oyun yaratıcıları yavaş yavaş yetişiyor. Yeni nesil Sony Play Station ve Microsoft Xbox konsollarının ortaya çıkması, geliştiricileri çok çekirdeğe daha fazla odaklanmaya teşvik etti. Her iki konsol da sekiz çekirdekli AMD yongalarına dayalıdır, bu nedenle programcıların bir oyunu PC'ye taşırken optimizasyon için çok fazla çaba harcamasına gerek yoktur. Bu konsolların artan popülaritesiyle, AMD FX 8xxx'i satın alma konusunda hayal kırıklığına uğrayanlar rahat bir nefes alabilirdi. İncelemelerden de görülebileceği gibi, çok çekirdekli işlemciler piyasada aktif olarak konum kazanıyor.
MERHABA ARKADAŞLAR!
Elbette, çoğunuz bilgisayar reklamlarında "dört çekirdek, dört konser" ifadesini duymuşsunuzdur, ancak herkes bunun ne anlama geldiğini anlamıyor. Bugün, çekirdeklerin ne olduğu ve neyle yenildiği konusunda bir fikir vermeye çalışacağım.
Yeni bir bilgisayar seçerken değerlendirmek önemlidir bilgisayar performansı.Bu özelliği değerlendirmek için belirleyici faktörlerden biri, daha doğrusu çekirdek sayısıdır.
İşlemci çekirdeği Pratik olarak ayrı bir mikroişlemcidir (bilgi işlem merkezi). Çekirdek sayısı birden fazla olduğunda, merkezi işlemcinin görevi çekirdekler arasında görevleri dağıtmak ve çalışmalarını senkronize etmektir.
Çok çekirdekli işlemciler, bilgisayar aynı anda birkaç görev için performansını kaybetmeden.
Çok çekirdekli bir işlemci bir arabaya benzetilebilir - ne kadar çok tekerleğe sahipse, toprak üzerindeki yük o kadar iyi dağıtılır, zorlu arazide hareket etmek o kadar kolay olur.
Bilgisayar performansı. İşlemci çekirdeği.
Yeni seçerken bilgisayar bilgisayarınızda ne yapmayı planladığınıza, hangi program ve uygulamalarla çalışacağınıza karar vermeniz gerekir. Bu, normal bir işlem sağlamak için işlemcide kaç çekirdeğe ihtiyacınız olduğunu belirler. bilgisayar performansı.
Bir bilgisayarın evde basit kullanımı için - (web sitelerine göz atmak, İnternette sohbet etmek, belge oluşturmak ve düzenlemek, video izlemek, fotoğraflar ve diğer basit işlemler), yalnızca iki nükleer işlemciye ihtiyacınız vardır (sadece bir nükleer işlemci nadiren bulunur).
Video kaydetmeniz, düzenlemeniz ve kod dönüştürmeniz gerekiyorsa, yüksek kalitede çevrimiçi televizyon seyretmeniz, video sunumları oluşturmanız, Photoshop ve diğer kaynak yoğun programlarla çalışmanız ve ardından birlikte çalışırken antivirüs yazılımıçift \u200b\u200bçekirdekli bir işlemci bunu kaldıramayabilir. Programlar yavaşlayacak, donacak ve düzgün çalışmayacaktır. O halde 3 veya 4 çekirdekli bir işlemciye ihtiyacınız var. 3 çekirdekli bir işlemciden 4 çekirdekli bir işlemciye geçiş, 2 çekirdekli bir işlemciden 3 çekirdekli bir işlemciye kıyasla performans iyileştirmesi açısından daha az fark edilir. Yani eğer pratik yapmıyorsanız bilgisayar profesyonel çalışma, üç çekirdekli bir işlemci seçebilirsiniz.
Ne kadar olduğunu nasıl biliyorsun işlemci çekirdekleri, bir mağazada seçerseniz ve satıcı bu konuda anlaşılır bir şey söyleyemezse?
Bunu bir bilgisayarda yapmak oldukça basit. Bilgisayarın sağlığını kontrol ederken, sağ tık fareyi görev çubuğunun serbest sağ tarafında (monitörün altında simgeler bulunan çizgiler) ve açılan menüde "Görev Yöneticisi" satırını seçin.
Görev Yöneticisi penceresinde, "Performans" düğmesine tıklayın. Sağ tarafta "CPU kullanımı Zaman Çizelgesi" grafiğine sahip bir veya daha fazla pencere olacaktır. Bu tür pencerelerin sayısı, bilgisayarın işlemcisindeki çekirdek sayısını gösterecektir.
Resim, iki indirme geçmişi grafiğini gösterir (kırmızı daire içine alınmış). Yani işlemci iki çekirdekli.
Eğer seçersen bilgisayar çevrimiçi olarak veya kataloğa göre CPU markasını bulun. Kopyalayın ve arama kutusuna girin. "Enter" tuşuna basın ve bu işlemciyle ilgili tüm bilgileri görebilirsiniz.
Ürün seçiminizi durdurun İşlemci ihtiyaçlarınızı karşılayacak ve gerekli olanı sağlayacak bilgisayar performansımakul bir fiyat için.
Yorumlara yayınla ilgili görüşlerinizi yazın. Makalenin altındaki formda site haberleri almak için abone olun.
Yeni Yılınız mutlu olsun!
Görüşürüz!
Yeni makaleleri doğrudan gelen kutunuza alın. Aşağıdaki formu doldurun ve "Yeni makaleler al" düğmesini tıklayın