Procesoarele multi-core sunt unități centrale de procesare care conțin mai mult de două nuclee de procesare. Astfel de nuclee pot fi amplasate fie într-un singur caz, fie pe un singur cip de procesor.

Ce este un procesor multi-core?

Cel mai adesea, procesoarele multi-core înseamnă procesoare centrale în care mai multe nuclee de calcul sunt integrate într-un singur cip (adică sunt situate pe un singur cip de siliciu).

De obicei, viteza de ceas în procesoarele multi-core este în mod deliberat mai mică. Acest lucru se face pentru a reduce consumul de energie, menținând în același timp performanța necesară a procesorului. Fiecare nucleu este un microprocesor cu drepturi depline, care se caracterizează prin caracteristicile tuturor procesoarelor moderne - folosește un cache pe mai multe niveluri, acceptă execuția de cod necomandă și instrucțiuni vectoriale.

Hyper-threading

Miezurile din procesoarele multi-core pot suporta tehnologia SMT, care vă permite să executați mai multe fire de calcul și să creați mai multe procesoare logice pe baza fiecărui nucleu. Pe procesoarele produse de Intel, această tehnologie se numește „Hyper-threading”. Datorită acesteia, puteți dubla numărul de procesoare logice în comparație cu numărul de cipuri fizice. În microprocesoarele care acceptă această tehnologie, fiecare procesor fizic este capabil să mențină starea a două fire simultan. Pentru sistemul de operare, acest lucru va arăta ca având două procesoare logice. Dacă există o pauză în lucrul unuia dintre ei (de exemplu, așteaptă ca datele să fie primite din memorie), celălalt procesor logic începe să execute propriul thread.

Tipuri de procesoare multi-core

Procesoarele multi-core sunt împărțite în mai multe tipuri. Acestea pot sau nu să accepte utilizarea unui cache partajat. Comunicarea între nuclee este implementată pe principiile utilizării unei magistrale partajate, a unei rețele pe legături punct la punct, a unei rețele cu un comutator sau a utilizării unui cache partajat.

Principiul de funcționare

Cele mai multe procesoare moderne multi-core funcționează conform următoarei scheme. Dacă o aplicație care rulează acceptă multithreading, poate forța procesorul să efectueze mai multe sarcini în același timp. De exemplu, dacă computerul folosește un procesor cu 4 nuclee cu o frecvență de ceas de 1,8 GHz, programul poate „încărca” toate cele patru nuclee cu lucru simultan, în timp ce frecvența totală a procesorului va fi de 7,2 GHz. Dacă rulează mai multe programe simultan, fiecare dintre ele poate folosi o parte din nucleele procesorului, ceea ce duce, de asemenea, la o creștere a performanței computerului.

Multe sisteme de operare acceptă multithreading, astfel încât utilizarea procesoarelor multi-core poate accelera computerul chiar și în aplicațiile care nu acceptă multithreading. Dacă luăm în considerare funcționarea unei singure aplicații, atunci utilizarea procesoarelor multi-core va fi justificată doar dacă această aplicație este optimizată pentru multithreading. În caz contrar, viteza unui procesor multi-core nu va fi diferită de viteza unui procesor obișnuit și, uneori, va funcționa chiar mai lent.

...în procesul de dezvoltare, numărul de nuclee va deveni din ce în ce mai mare.

(Dezvoltatori Intel)

Mai mult miez, Si deasemenea miez, și multe, multe altele miez!..

...Până de curând nu auzisem sau știsem despre multi-core procesoare, iar astăzi înlocuiesc în mod agresiv procesoarele single-core. A început boom-ul procesoarelor multi-core, care este încă doar puțin! – sunt reținute de prețurile lor relativ mari. Dar nimeni nu se îndoiește că viitorul este al procesoarelor multi-core!...

Ce este un nucleu de procesor

În centrul unui microprocesor central modern ( CPU– abr. din engleza unități centrale de procesare– dispozitiv central de calcul) este nucleul ( miez) este un cristal de siliciu cu o suprafață de aproximativ un centimetru pătrat, pe care este schema de circuit a procesorului, așa-numita arhitectură (arhitectura chip).

Miezul este conectat la restul cipului (numit „pachet” Pachetul CPU) folosind tehnologia flip-chip ( flip-chip, lipire flip-chip– miez inversat, prindere prin metoda cristalului inversat). Această tehnologie își primește numele deoarece partea care este orientată spre exterior - vizibilă - a miezului este de fapt „partea de jos” a acestuia - pentru a oferi contact direct cu radiatorul răcitorului pentru un transfer mai bun de căldură. Pe reversul (invizibil) se află „interfața” în sine - conexiunea dintre cristal și ambalaj. Conexiunea dintre miezul procesorului și ambalaj se realizează folosind pini ( Bumpuri de lipit).

Miezul este amplasat pe o bază de textolit, de-a lungul căreia căile de contact se îndreaptă către „picioare” (tampoane de contact), umplute cu o interfață termică și acoperite cu un capac metalic de protecție.

Primul microprocesor (în mod firesc, single-core!). Intel 4004 a fost introdus pe 15 noiembrie 1971 de Intel Corporation. Conținea 2.300 de tranzistori, tactați la 108 kHz și costa 300 USD.

Cerințele pentru puterea de calcul a microprocesorului central au crescut constant și continuă să crească. Dar dacă producătorii anteriori de procesoare trebuiau să se adapteze în mod constant la solicitările actuale (în continuă creștere!) ale utilizatorilor, acum producătorii de cipuri se deplasează înaintea curbei!

Pentru o lungă perioadă de timp, îmbunătățirile în performanța procesoarelor tradiționale cu un singur nucleu s-au produs în principal datorită creșterii consistente a frecvenței de ceas (aproximativ 80% din performanța procesorului a fost determinată de frecvența de ceas), în timp ce crește simultan numărul de tranzistori pe un singur nucleu. cip. 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 supraîncălzi!) se confruntă cu o serie de bariere fizice fundamentale (deoarece procesul tehnologic s-a apropiat aproape de dimensiunea unui atom: astăzi procesoarele sunt produse folosind tehnologia de 45 nm, iar dimensiunea unui atom de siliciu este de aproximativ 0,543 nm):

În primul rând, pe măsură ce dimensiunea cristalului scade și frecvența ceasului crește, curentul de scurgere al tranzistorilor crește. Acest lucru duce la un consum crescut de energie și la creșterea producției de căldură;

În al doilea rând, beneficiile vitezei de ceas mai mari sunt parțial anulate de latența accesului la memorie, deoarece timpii de acces la memorie nu țin pasul cu viteza de ceas în creștere;

În al treilea rând, pentru unele aplicații, arhitecturile seriale tradiționale devin ineficiente pe măsură ce vitezele de ceas cresc din cauza așa-numitului „bloc von Neumann”, o limitare a performanței rezultată din fluxul de calcul secvențial. În același timp, întârzierile transmisiei semnalului RC cresc, ceea ce este un blocaj suplimentar asociat cu o creștere a frecvenței de ceas.

Utilizarea sistemelor multiprocesor nu este, de asemenea, larg răspândită, deoarece necesită plăci de bază multiprocesoare complexe și costisitoare. Prin urmare, s-a decis îmbunătățirea în continuare a performanței microprocesoarelor prin alte mijloace. Conceptul a fost recunoscut ca fiind cea mai eficientă direcție multithreading, care a apărut în lumea supercalculatoarelor, este procesarea paralelă simultană a mai multor fluxuri de comandă.

Deci în adâncul companiei Intel a fost nascut Tehnologia Hyper-Threading (HTT) este o tehnologie de procesare a datelor super-threaded care permite procesorului să execute simultan până la patru fire de execuție de program în paralel pe un procesor cu un singur nucleu. Hyper-threading crește semnificativ eficiența rulării aplicațiilor care necesită mult resurse (de exemplu, cele legate de editarea audio și video, 3D-simulare), precum și funcționarea OS în modul multitasking.

CPU Pentium 4 cu inclus Hyper-threading are unul fizic miez care este împărțit în două logic, astfel încât sistemul de operare îl identifică ca fiind două procesoare diferite (în loc de unul).

Hyper-threading a devenit de fapt o rampă de lansare pentru crearea de procesoare cu două nuclee fizice pe un singur cip. Într-un cip cu 2 nuclee, două nuclee (două procesoare!) funcționează în paralel, care la o frecvență de ceas mai mică oferă O performanță mai bună, deoarece două fluxuri independente de instrucțiuni sunt executate în paralel (simultan!).

Este numită capacitatea unui procesor de a executa mai multe fire de execuție simultan paralelism la nivel de fir (TLP – paralelism la nivel de fir). Nevoie de TLP depinde de situația specifică (în unele cazuri este pur și simplu inutil!).

Principalele probleme ale creării procesoarelor

Fiecare nucleu de procesor trebuie să fie independent, cu consum de energie independent și putere controlabilă;

Piața de software ar trebui să fie prevăzută cu programe care pot împărți efectiv algoritmul de ramificare a instrucțiunilor într-un număr par (pentru procesoarele cu un număr par de nuclee) sau un număr impar (pentru procesoarele cu un număr impar de nuclee) de fire;

…

Potrivit serviciului de presă AMD, astăzi piața procesoarelor cu 4 nuclee nu reprezintă mai mult de 2% din volumul total. Evident, pentru un cumpărător modern, achiziționarea unui procesor cu 4 nuclee pentru nevoile casnice are încă puțin sens din multe motive. În primul rând, astăzi practic nu există programe care să poată profita efectiv de 4 fire care rulează simultan; în al doilea rând, producătorii poziționați procesoarele cu 4 nuclee ca Hi-End-solutii prin adaugare la echipamente cele mai moderne plăci video și hard disk-uri mari - și acest lucru în cele din urmă crește costul deja scump …

Dezvoltatori Intel ei spun: „...în procesul de dezvoltare, numărul de nuclee va deveni din ce în ce mai mult...”.

Ce ne așteaptă în viitor

Într-o corporație Intel nu mai vorbesc despre „Multi-core” ( Multi-Core) procesoare, așa cum se face în legătură cu soluțiile cu 2, 4, 8, 16 sau chiar 32 de nuclee, dar despre „Multi-core” ( Multe-Core), implicând o macrostructură arhitecturală a cipului complet nouă, comparabilă (dar nu similară) cu arhitectura procesorului Celulă.

Structura unui astfel de Multe-Core-cip presupune lucrul cu același set de instrucțiuni, dar folosind un nucleu central puternic sau mai multe puternice CPU, „înconjurat” de multe nuclee auxiliare, care vor ajuta la procesarea mai eficientă a aplicațiilor multimedia complexe în modul multi-threaded. Pe lângă nuclee „de uz general”, procesoare Intel va avea, de asemenea, nuclee specializate pentru realizarea diferitelor clase de sarcini - precum grafica, algoritmi de recunoastere a vorbirii, procesarea protocoalelor de comunicare.

Aceasta este tocmai arhitectura prezentată de Justin Rattner ( Justin R. Rattner), șef de sector Grupul de tehnologie corporativă Intel, la o conferință de presă la Tokyo. Potrivit acestuia, pot exista câteva zeci de astfel de nuclee auxiliare într-un nou procesor multi-core. Spre deosebire de concentrarea asupra nucleelor ​​de calcul mari, consumatoare de energie, cu disipare ridicată a căldurii, cristalele cu mai multe nuclee Intel va activa numai acele nuclee care sunt necesare pentru a finaliza sarcina curentă, în timp ce nucleele rămase vor fi dezactivate. Acest lucru va permite cristalului să consume exact atâta energie electrică cât este necesar la un moment dat.

În iulie 2008, corporația Intel a raportat că are în vedere posibilitatea de a integra mai multe zeci și chiar mii de nuclee de calcul într-un singur procesor. Inginer lider al companiei Envar Galum ( Anwar Ghuloum) a scris pe blogul său: „În cele din urmă, recomand să luați următorul sfat de la mine... dezvoltatorii ar trebui să înceapă să se gândească la zeci, sute și mii de nuclee acum.” Potrivit acestuia, în acest moment Intel explorează tehnologii care ar putea scala calcularea „în funcție de numărul de nuclee pe care nu le vindem încă”.

În cele din urmă, succesul sistemelor multi-core va depinde de dezvoltatori, care probabil vor trebui să schimbe limbajele de programare și să rescrie bibliotecile existente, a spus Galum.

În primii ani ai noului mileniu, când frecvențele CPU au depășit în sfârșit marca de 1 GHz, unele companii (să nu arătăm cu degetul către Intel) au prezis că noua arhitectură NetBurst ar putea atinge frecvențe de aproximativ 10 GHz în viitor. Entuziaștii se așteptau la apariția unei noi ere în care vitezele ceasului procesorului vor crește ca ciupercile după ploaie. Ai nevoie de mai multă performanță? Doar faceți upgrade la un procesor cu tac mai rapid.

Mărul lui Newton a căzut cu zgomot în capul visătorilor care au văzut în megahertz cea mai simplă modalitate de a continua să mărească performanța computerului. Limitările fizice nu au permis o creștere exponențială a frecvenței ceasului fără o creștere corespunzătoare a generării de căldură și au început să apară și alte probleme asociate cu tehnologiile de producție. Într-adevăr, în ultimii ani, cele mai rapide procesoare funcționează la frecvențe de la 3 la 4 GHz.

Desigur, progresul nu poate fi oprit atunci când oamenii sunt dispuși să plătească bani pentru el - există destul de mulți utilizatori care sunt dispuși să plătească o sumă considerabilă pentru un computer mai puternic. Prin urmare, inginerii au început să caute alte modalități de a crește performanța, în special prin creșterea eficienței execuției comenzilor și nu doar bazându-se pe viteza ceasului. Paralelismul s-a dovedit a fi, de asemenea, o soluție - dacă nu puteți face procesorul mai rapid, atunci de ce să nu adăugați un al doilea procesor de același tip pentru a crește resursele de calcul?

Pentium EE 840 este primul procesor dual-core care apare în comerțul cu amănuntul.

Principala problemă cu concurența este că software-ul trebuie să fie scris special pentru a distribui încărcarea pe mai multe fire - ceea ce înseamnă că nu veți obține bani imediat, spre deosebire de frecvență. Când au apărut primele procesoare dual-core în 2005, acestea nu au oferit o creștere a performanței, deoarece PC-urile desktop aveau foarte puțin software care să le suporte. De fapt, majoritatea procesoarelor cu două nuclee au fost mai lente decât procesoarele cu un singur nucleu în majoritatea sarcinilor, deoarece procesoarele cu un singur nucleu rulau la viteze de ceas mai mari.

Cu toate acestea, au trecut deja patru ani și s-au schimbat multe în decursul lor. Mulți dezvoltatori de software și-au optimizat produsele pentru a profita de mai multe nuclee. Procesoarele single-core sunt acum mai greu de găsit la vânzare, iar procesoarele dual-, triple- și quad-core sunt considerate destul de comune.

Dar apare întrebarea: de câte nuclee CPU aveți cu adevărat nevoie? Este suficient un procesor triple-core pentru jocuri sau este mai bine să plătiți suplimentar și să obțineți un cip quad-core? Este un procesor dual-core suficient pentru utilizatorul obișnuit sau mai multe nuclee chiar fac vreo diferență? Ce aplicații sunt optimizate pentru mai multe nuclee și care vor răspunde numai la modificări ale specificațiilor, cum ar fi frecvența sau dimensiunea memoriei cache?

Ne-am gândit că ar fi un moment bun să testăm aplicațiile din suita actualizată (deși actualizarea nu este încă finalizată) în configurații single-, dual-, triple- și quad-core pentru a vedea cât de valoroase au procesoarele multi-core. devenit în 2009.

Pentru a asigura teste corecte, am ales un procesor quad-core - un Intel Core 2 Quad Q6600 overclockat la 2,7 GHz. După ce am rulat testele pe sistemul nostru, am dezactivat unul dintre nuclee, am repornit și am repetat testele. Am dezactivat secvenţial nucleele şi am obţinut rezultate pentru un număr diferit de nuclee active (de la unu la patru), în timp ce procesorul şi frecvenţa acestuia nu s-au schimbat.

Dezactivarea nucleelor ​​CPU sub Windows este foarte ușor de făcut. Dacă doriți să știți cum să faceți acest lucru, tastați „msconfig” în fereastra „Start Search” din Windows Vista și apăsați „Enter”. Aceasta va deschide utilitarul System Configuration.

În ea, accesați fila „Pornire” și apăsați butonul „Opțiuni avansate”.

Acest lucru va face ca fereastra BOOT Advanced Options să apară. Bifați caseta de selectare „Număr de procesoare” și specificați numărul necesar de nuclee de procesor care vor fi active în sistem. Totul este foarte simplu.

După confirmare, programul vă va solicita să reporniți. După repornire, puteți vedea numărul de nuclee active în Managerul de activități Windows. „Task Manager” este apelat prin apăsarea tastelor Crtl+Shift+Esc.

Selectați fila „Performanță” din „Manager de activități”. În el puteți vedea grafice de încărcare pentru fiecare procesor/nucleu (fie că este un procesor/nucleu separat sau un procesor virtual, așa cum obținem în cazul Core i7 cu suport activ Hyper-Threading) la articolul „Istoricul utilizării CPU” . Două grafice înseamnă două nuclee active, trei - trei nuclee active etc.

Acum că v-ați familiarizat cu metodologia testelor noastre, să trecem la o examinare detaliată a configurației computerului și a programelor de testare.

Testați configurația

Hardware de sistem
CPU	Intel Core 2 Quad Q6600 (Kentsfield), 2,7 GHz, FSB-1200, cache L2 de 8 MB
Platformă	MSI P7N SLI Platinum, Nvidia nForce 750i, BIOS A2
Memorie	A-Data EXTREME DDR2 800+, 2 x 2048 MB, DDR2-800, CL 5-5-5-18 la 1,8 V
HDD	Western Digital Caviar WD50 00AAJS-00YFA, 500 GB, 7200 rpm, 8 MB cache, SATA 3,0 Gbit/s
Net	Controler integrat nForce 750i Gigabit Ethernet
Plăci video	Gigabyte GV-N250ZL-1GI 1 GB DDR3 PCIe
unitate de putere	Ultra HE1000X, ATX 2.2, 1000 W
Software și drivere
sistem de operare	Microsoft Windows Vista Ultimate pe 64 de biți 6.0.6001, SP1
Versiunea DirectX	DirectX 10
Șofer de platformă	Driver nForce versiunea 15.25
Driver grafic	Nvidia Forceware 182.50

Teste și setări

Jocuri 3D
Crysis	Setările de calitate setate la cel mai scăzut, Detaliul obiectului la Ridicat, Fizica la Foarte ridicat, versiunea 1.2.1, 1024x768, Instrument de referință, medie de 3 rulări
Abandonat ca mort	Setări de calitate setate la cel mai scăzut, 1024x768, versiunea 1.0.1.1, demo cronometrată.
Lumea în conflict	Setări de calitate setate la cel mai scăzut, 1024x768, Patch 1.009, Benchmark încorporat.
iTunes	Versiune: 8.1.0.52, CD audio ("Terminator II" SE), 53 min., Format implicit AAC
Lame MP3	Versiune: 3.98 (64 de biți), CD audio „”Terminator II” SE, 53 min, wave în MP3, 160 Kb/s
TMPEG 4.6	Versiune: 4.6.3.268, Fișier de import: DVD SE „Terminator II” (5 minute), Rezoluție: 720x576 (PAL) 16:9
DivX 6.8.5	Mod de codare: Calitate nebună, Multi-Threading îmbunătățit, Activat folosind SSE4, Căutare de un sfert de pixel
XviD 1.2.1	Afișează starea codării = dezactivat
Conceptul principal de referință 1.6.1	MPEG2 la MPEG2 (H.264), Codec MainConcept H.264/AVC, 28 sec HDTV 1920x1080 (MPEG2), Audio: MPEG2 (44,1 KHz, 2 canale, 16 biți, 224 Kb/s), Mod: PAL (25 FPS), Profil: Tom's Hardware Settings pentru Qct-Core
Autodesk 3D Studio Max 2009 (64 de biți)	Versiune: 2009, Redare imagine Dragon la 1920x1080 (HDTV)
Adobe Photoshop CS3	Versiune: 10.0x20070321, Filtrare dintr-o fotografie TIF de 69 MB, Benchmark: Tomshardware-Benchmark V1.0.0.4, Filtre: Crosshatch, Glass, Sumi-e, Accented Edges, Angled Strokes, Sprayed Strokes
Grisoft AVG Antivirus 8	Versiune: 8.0.134, Virus de bază: 270.4.5/1533, Benchmark: Scanează 334 MB Folder de fișiere comprimate ZIP/RAR
WinRAR 3.80	Versiunea 3.80, Benchmark: THG-Workload (334 MB)
WinZip 12	Versiunea 12, compresie=Cel mai bun, Benchmark: THG-Workload (334 MB)
3DMark Vantage	Versiunea: 1.02, scoruri GPU și CPU
PCMark Vantage	Versiune: 1.00, sistem, memorie, benchmark-uri pentru hard disk, Windows Media Player 10.00.00.3646
SiSoftware Sandra 2009 SP3	CPU Test=CPU Aritmetic/MultiMedia, Memory Test=Bandwidth Benchmark

Rezultatele testului

Să începem cu rezultatele testelor sintetice, pentru ca apoi să evaluăm cât de bine corespund testelor reale. Este important să ne amintim că testele sintetice sunt scrise cu un viitor în minte, așa că ar trebui să răspundă mai mult la schimbările în numărul de nuclee decât aplicațiile reale.

Vom începe cu testul de performanță a jocurilor sintetice 3DMark Vantage. Am ales rularea „Entry”, pe care 3DMark o rulează la cea mai mică rezoluție disponibilă, astfel încât performanța procesorului să aibă un impact mai mare asupra rezultatelor.

Creșterea aproape liniară este destul de interesantă. Cea mai mare creștere se observă la trecerea de la un nucleu la două, dar chiar și atunci scalabilitatea este destul de vizibilă. Acum să trecem la testul PCMark Vantage, care este conceput pentru a arăta performanța generală a sistemului.

Rezultatele PCMark sugerează că utilizatorul final va beneficia de creșterea numărului de nuclee CPU la trei, iar al patrulea nucleu, dimpotrivă, va reduce ușor performanța. Să vedem ce cauzează acest rezultat.

În testul subsistemului de memorie, vedem din nou cea mai mare creștere a performanței atunci când trecem de la un nucleu CPU la două.

Testul de productivitate, ni se pare, are cel mai mare impact asupra rezultatului general al testului PCMark, deoarece în acest caz creșterea performanței se termină la trei nuclee. Să vedem dacă rezultatele unui alt test sintetic, SiSoft Sandra, sunt similare.

Vom începe cu testele aritmetice și multimedia ale SiSoft Sandrei.

Testele sintetice demonstrează o creștere destul de liniară a performanței atunci când se trece de la un nucleu CPU la patru. Acest test este scris special pentru a utiliza în mod eficient patru nuclee, dar ne îndoim că aplicațiile din lumea reală vor vedea aceeași progresie liniară.

Testul de memorie Sandra sugerează, de asemenea, că trei nuclee vor oferi mai multă lățime de bandă a memoriei în operațiunile cu buffer întreg iSSE2.

După testele sintetice, este timpul să vedem ce obținem în testele de aplicare.

Codificarea audio a fost în mod tradițional un segment în care aplicațiile fie nu au beneficiat foarte mult de mai multe nuclee, fie nu au fost optimizate de dezvoltatori. Mai jos sunt rezultatele de la Lame și iTunes.

Lame nu arată prea multe beneficii atunci când se utilizează mai multe nuclee. Interesant este că vedem o creștere mică a performanței cu un număr par de nuclee, ceea ce este destul de ciudat. Cu toate acestea, diferența este mică, așa că poate fi pur și simplu în marja de eroare.

În ceea ce privește iTunes, vedem o mică creștere a performanței după activarea a două nuclee, dar mai multe nuclee nu fac nimic.

Se pare că nici Lame, nici iTunes nu sunt optimizate pentru mai multe nuclee CPU pentru codificare audio. Pe de altă parte, din câte știm, programele de codificare video sunt adesea foarte optimizate pentru mai multe nuclee datorită naturii lor inerente paralele. Să ne uităm la rezultatele codificării video.

Vom începe testele noastre de codificare video cu Referința MainConcept.

Observați cât de mult impact are creșterea numărului de nuclee asupra rezultatului: timpul de codificare scade de la nouă minute pe un procesor Core 2 cu un singur nucleu de 2,7 GHz la doar două minute și 30 de secunde când toate cele patru nuclee sunt active. Este destul de clar că, dacă transcodați adesea videoclipuri, atunci este mai bine să luați un procesor cu patru nuclee.

Vom vedea beneficii similare în testele TMPGEnc?

Aici puteți vedea impactul asupra ieșirii codificatorului. În timp ce codificatorul DivX este foarte optimizat pentru mai multe nuclee CPU, Xvid nu prezintă un avantaj atât de vizibil. Cu toate acestea, chiar și Xvid reduce timpul de codare cu 25% atunci când trece de la un nucleu la două.

Să începem testele grafice cu Adobe Photoshop.

După cum puteți vedea, versiunea CS3 nu observă adăugarea de nuclee. Un rezultat ciudat pentru un program atât de popular, deși admitem că nu folosim cea mai recentă versiune de Photoshop CS4. Rezultatele CS3 încă nu sunt inspirate.

Să aruncăm o privire la rezultatele randării 3D în Autodesk 3ds Max.

Este destul de evident că Autodesk 3ds Max „adoră” nucleele suplimentare. Această caracteristică a fost prezentă în 3ds Max chiar și atunci când programul rula într-un mediu DOS, deoarece sarcina de randare 3D a durat atât de mult încât a fost necesară distribuirea pe mai multe computere din rețea. Din nou, pentru astfel de programe este foarte de dorit să se utilizeze procesoare quad-core.

Testul de scanare antivirus este foarte aproape de condițiile de viață reale, deoarece aproape toată lumea folosește software antivirus.

Antivirusul AVG demonstrează o creștere minunată a performanței odată cu creșterea nucleelor ​​CPU. În timpul unei scanări antivirus, performanța computerului poate scădea dramatic, iar rezultatele arată clar că mai multe nuclee reduc semnificativ timpul de scanare.

WinZip și WinRAR nu oferă câștiguri vizibile pe mai multe nuclee. WinRAR demonstrează o creștere a performanței pe două nuclee, dar nimic mai mult. Va fi interesant de văzut cum funcționează versiunea 3.90 tocmai lansată.

În 2005, când au început să apară desktop-urile dual-core, pur și simplu nu existau jocuri care să prezinte câștiguri de performanță la trecerea de la procesoare cu un singur nucleu la procesoare cu mai multe nuclee. Dar vremurile s-au schimbat. Cum afectează mai multe nuclee CPU jocurile moderne? Să lansăm câteva jocuri populare și să vedem. Ne-am rulat testele de jocuri la o rezoluție scăzută de 1024x768 și cu un nivel scăzut de detaliu grafic pentru a minimiza impactul plăcii grafice și a determina cât de mult performanța procesorului este afectată de aceste jocuri.

Să începem cu Crysis. Am redus toate opțiunile la minim, cu excepția detaliilor obiectului, pe care le-am setat la „Ridicat”, și, de asemenea, Fizica, pe care le-am setat la „Foarte ridicat”. Ca rezultat, performanța jocului ar trebui să depindă mai mult de procesor.

Crysis a arătat o dependență impresionantă de numărul de nuclee CPU, ceea ce este destul de surprinzător deoarece ne-am gândit că răspunde mai mult la performanța plăcii video. În orice caz, puteți vedea că în procesoarele cu un singur nucleu Crysis dau rate de cadre la jumătate mai mari decât cele cu patru nuclee (cu toate acestea, amintiți-vă că, dacă jocul depinde mai mult de performanța plăcii video, atunci răspândirea rezultatelor cu numere diferite de nuclee CPU va fi mai mic) . De asemenea, este interesant de remarcat că Crysis poate folosi doar trei nuclee, deoarece adăugarea unui al patrulea nu face o diferență notabilă.

Dar știm că Crysis folosește cu seriozitate calculele fizice, așa că haideți să vedem care ar fi situația într-un joc cu fizică mai puțin avansată. De exemplu, în Left 4 Dead.

Interesant, Left 4 Dead arată un rezultat similar, deși partea leului din creșterea performanței vine după adăugarea unui al doilea nucleu. Există o ușoară creștere atunci când treceți la trei nuclee, dar acest joc nu necesită un al patrulea nucleu. Interesant trend. Să vedem cât de tipic va fi pentru strategia în timp real World in Conflict.

Rezultatele sunt din nou similare, dar vedem o caracteristică surprinzătoare - trei nuclee CPU oferă performanțe puțin mai bune decât patru. Diferența este aproape de marja de eroare, dar acest lucru confirmă din nou că al patrulea nucleu nu este folosit în jocuri.

Este timpul să tragem concluzii. Deoarece am primit o mulțime de date, să simplificăm situația calculând creșterea medie a performanței.

În primul rând, aș dori să spun că rezultatele testelor sintetice sunt prea optimiste atunci când comparăm utilizarea mai multor nuclee cu aplicațiile reale. Câștigul de performanță pentru testele sintetice la trecerea de la un nucleu la mai multe arată aproape liniar, fiecare nucleu nou adăugând 50% din performanță.

În aplicații, vedem progrese mai realiste - o creștere cu aproximativ 35% față de al doilea nucleu al procesorului, cu 15% față de al treilea și cu 32% față de al patrulea. Este ciudat că atunci când adăugăm un al treilea nucleu, obținem doar jumătate din beneficiul pe care îl oferă al patrulea nucleu.

În aplicații, totuși, este mai bine să se uite la programe individuale, mai degrabă decât la rezultatul general. Într-adevăr, aplicațiile de codificare audio, de exemplu, nu beneficiază deloc de creșterea numărului de nuclee. Pe de altă parte, aplicațiile de codificare video beneficiază foarte mult de mai multe nuclee CPU, deși acest lucru depinde destul de mult de codificatorul utilizat. În cazul programului de randare 3D 3ds Max, vedem că este puternic optimizat pentru medii multi-core, iar aplicațiile de editare foto 2D precum Photoshop nu răspund la numărul de nuclee. Antivirusul AVG a arătat o creștere semnificativă a performanței pe mai multe nuclee, dar câștigul pe utilitățile de comprimare a fișierelor nu este atât de mare.

În ceea ce privește jocurile, când trecem de la un nucleu la doi, performanța crește cu 60%, iar după adăugarea unui al treilea nucleu la sistem, obținem un alt decalaj de 25%. Al patrulea nucleu nu oferă niciun avantaj în jocurile pe care le-am selectat. Bineînțeles, dacă am lua mai multe jocuri, situația s-ar putea schimba, dar, în orice caz, procesoarele triple-core Phenom II X3 par a fi o alegere foarte atractivă și ieftină pentru un gamer. Este important să rețineți că, pe măsură ce treceți la rezoluții mai mari și adăugați detalii vizuale, diferența datorată numărului de nuclee va fi mai mică, deoarece placa grafică va deveni factorul decisiv în ratele de cadre.

Patru nuclee.

Cu totul spus și făcut, se pot trage o serie de concluzii. În general, nu trebuie să fii un utilizator profesionist pentru a beneficia de instalarea unui procesor multi-core. Situația s-a schimbat semnificativ față de ceea ce era acum patru ani. Desigur, diferența nu pare atât de semnificativă la prima vedere, dar este destul de interesant de observat cât de multe aplicații au devenit optimizate pentru multithreading în ultimii câțiva ani, în special acele programe care pot oferi câștiguri semnificative de performanță din această optimizare. De fapt, putem spune că astăzi nu are rost să recomandăm procesoare single-core (dacă le găsești totuși), cu excepția soluțiilor low-power.

În plus, există aplicații pentru care utilizatorii sunt sfătuiți să cumpere procesoare cu cât mai multe nuclee. Printre acestea, remarcăm programe de codare video, randare 3D și aplicații de lucru optimizate, inclusiv software antivirus. În ceea ce privește jucătorii, au trecut vremurile în care un procesor single-core cu o placă grafică puternică era suficient.

Modulul de căutare nu este instalat.

Single core sau dual core?

Victor Kuts

Cel mai semnificativ eveniment recent din domeniul microprocesoarelor a fost disponibilitatea pe scară largă a procesoarelor echipate cu două nuclee de calcul. Trecerea la o arhitectură dual-core se datorează faptului că metodele tradiționale de creștere a performanței procesorului s-au epuizat complet - procesul de creștere a frecvențelor de ceas a stagnat recent.

De exemplu, în ultimul an înainte de apariția procesoarelor dual-core, Intel a reușit să crească frecvențele procesoarelor sale cu 400 MHz, iar AMD și mai puțin - cu doar 200 MHz. Alte metode de îmbunătățire a performanței, cum ar fi creșterea vitezei autobuzului și a dimensiunii memoriei cache, și-au pierdut, de asemenea, eficacitatea anterioară. Astfel, introducerea procesoarelor dual-core, care au două nuclee de procesor într-un singur cip și împart sarcina, s-a dovedit acum a fi cel mai logic pas pe calea complexă și spinoasă a creșterii performanței computerelor moderne.

Ce este un procesor dual-core? În principiu, un procesor dual-core este un sistem SMP (Symmetric MultiProcessing; un termen care desemnează un sistem cu mai multe procesoare egale) și nu este în esență diferit de un sistem obișnuit cu dual procesor format din două procesoare independente. În acest fel obținem toate beneficiile sistemelor cu procesor dublu fără a fi nevoie de plăci de bază complexe și foarte costisitoare cu procesor dublu.

Înainte de aceasta, Intel făcuse deja o încercare de a paraleliza instrucțiunile în curs de execuție - vorbim de tehnologia HyperThreading, care asigură împărțirea resurselor unui procesor „fizic” (cache, pipeline, unități de execuție) între două procesoare „virtuale” . Câștigul de performanță (în aplicațiile individuale optimizate pentru HyperThreading) a fost de aproximativ 10-20%. În timp ce un procesor dual-core cu drepturi depline, care include două nuclee fizice „cinstite”, oferă o creștere a performanței sistemului cu 80-90% și chiar mai mult (în mod firesc, cu utilizarea deplină a capacităților ambelor nuclee).

Principalul inițiator în promovarea procesoarelor dual-core a fost AMD, care la începutul anului 2005 a lansat primul procesor de server Opteron dual-core. În ceea ce privește procesoarele desktop, Intel a luat inițiativa aici, anunțând procesoarele Intel Pentium D și Intel Extreme Edition cam în același timp. Adevărat, anunțul unei linii similare de procesoare Athlon64 X2 produse de AMD a întârziat doar câteva zile.

Procesoare Intel dual-core

Primele procesoare Intel Pentium D 8xx dual-core au fost bazate pe nucleul Smithfield, care nu este altceva decât două nuclee Prescott combinate pe un cip semiconductor. Acolo este, de asemenea, amplasat un arbitru, care monitorizează starea magistralei de sistem și ajută la împărțirea accesului la acesta între nuclee, fiecare dintre ele având propriul său cache de nivel al doilea de 1 MB. Dimensiunea unui astfel de cristal, realizat folosind o tehnologie de proces de 90 nm, a ajuns la 206 metri pătrați. mm, iar numărul de tranzistori se apropie de 230 de milioane.

Pentru utilizatorii avansați și entuziaști, Intel oferă procesoare Pentium Extreme Edition, care diferă de Pentium D prin suportul tehnologiei HyperThreading (și un multiplicator deblocat), datorită cărora sunt detectate de sistemul de operare ca patru procesoare logice. Toate celelalte funcții și tehnologii ale ambelor procesoare sunt complet aceleași. Printre acestea se numără suportul pentru setul de instrucțiuni EM64T pe 64 de biți (x86-64), tehnologiile de economisire a energiei EIST (Enhanced Intel SpeedStep), C1E (Enhanced Halt State) și TM2 (Thermal Monitor 2), precum și informațiile NX-bit. functie de protectie. Astfel, diferența considerabilă de preț dintre procesoarele Pentium D și Pentium EE este în mare măsură artificială.

În ceea ce privește compatibilitatea, procesoarele bazate pe nucleul Smithfield pot fi instalate potențial pe orice placă de bază LGA775, atâta timp cât îndeplinește cerințele Intel pentru modulul de alimentare al plăcii.

Dar prima clătită, ca de obicei, a fost un dezastru - în multe aplicații (dintre care majoritatea nu sunt optimizate pentru multi-threading), procesoarele Pentium D dual-core nu numai că nu au depășit procesoarele Prescott single-core care rulează la aceeași frecvență de ceas. , dar uneori chiar pierdut în fața lor. Evident, problema constă în interacțiunea nucleelor ​​prin intermediul magistralei procesorului Quad Pumped Bus (la dezvoltarea nucleului Prescott, nu a fost luată nicio prevedere pentru scalarea performanței acestuia prin creșterea numărului de nuclee).

Pentru a elimina deficiențele primei generații de procesoare Intel dual-core, au fost apelate la procesoare bazate pe nucleul Presler de 65 nm (două nuclee separate Cedar Mill situate pe același substrat), care au apărut chiar la începutul acestui an. . Un proces tehnic mai „fin” a făcut posibilă reducerea ariei nucleelor ​​și a consumului lor de energie, precum și creșterea frecvențelor de ceas. Procesoarele dual-core bazate pe nucleul Presler au fost numite Pentium D cu indici 9xx. Dacă comparăm procesoarele din seriile Pentium D 800 și 900, pe lângă o reducere vizibilă a consumului de energie, noile procesoare au dublat cache-ul de al doilea nivel (2 MB per nucleu în loc de 1 MB) și suport pentru promițătoarea tehnologie de virtualizare Vanderpool ( Tehnologia de virtualizare Intel). În plus, procesorul Pentium Extreme Edition 955 a fost lansat cu tehnologia HyperThreading activată și care funcționează la o frecvență magistrală de sistem de 1066 MHz.

Oficial, procesoarele bazate pe nucleul Presler cu o frecvență de magistrală de 1066 MHz sunt compatibile doar cu plăcile de bază bazate pe chipset-urile din seriile i965 și i975X, în timp ce Pentium D de 800 MHz în majoritatea cazurilor va funcționa pe toate plăcile de bază care acceptă această magistrală. Dar, din nou, se pune întrebarea cu privire la alimentarea acestor procesoare: pachetul termic al Pentium EE și Pentium D, cu excepția modelului mai tânăr, este de 130 W, ceea ce este cu aproape o treime mai mult decât cel al Pentium 4. Potrivit Intel însuși, funcționarea stabilă a unui sistem dual-core este posibilă numai atunci când se utilizează surse de alimentare cu o putere de cel puțin 400 W.

Cele mai eficiente procesoare desktop moderne dual-core de la Intel sunt, fără îndoială, Intel Core 2 Duo și Core 2 eXtreme (core Conroe). Arhitectura lor dezvoltă principiile de bază ale arhitecturii familiei P6, cu toate acestea, numărul de inovații fundamentale este atât de mare încât este timpul să vorbim despre noua, a 8-a generație de arhitectură de procesor (P8) de la Intel. În ciuda frecvenței de ceas mai scăzută, acestea depășesc considerabil familia de procesoare P7 (NetBurst) în performanță în marea majoritate a aplicațiilor - în primul rând datorită creșterii numărului de operațiuni efectuate în fiecare ciclu de ceas, precum și prin reducerea pierderilor datorate lungimea mare a conductei P7.

Procesoarele desktop ale liniei Core 2 Duo sunt disponibile în mai multe versiuni:
- seria E4xxx - FSB 800 MHz, 2 MB cache L2 comun ambelor nuclee;
- seria E6xxx - FSB 1066 MHz, dimensiune cache 2 sau 4 MB;
- Seria X6xxx (eXtreme Edition) - FSB 1066 MHz, dimensiune cache 4 MB.

Codul litera „E” indică intervalul de consum de energie de la 55 la 75 de wați, „X” - peste 75 de wați. Core 2 eXtreme diferă de Core 2 Duo doar prin frecvența sa crescută de ceas.

Toate procesoarele Conroe folosesc un Quad Pumped Bus și un soclu LGA775 bine dezvoltat. Ceea ce, însă, nu înseamnă compatibilitate cu plăcile de bază mai vechi. Pe lângă faptul că acceptă viteze de ceas de 1067 MHz, plăcile de bază pentru procesoare noi trebuie să includă un nou modul de reglare a tensiunii (VRM 11). Aceste cerințe sunt îndeplinite în principal de versiunile actualizate ale plăcilor de bază bazate pe chipset-urile din seriile Intel 975 și 965, precum și de NVIDIA nForce 5xx Intel Edition și ATI Xpress 3200 Intel Edition.

În următorii doi ani, procesoarele Intel de toate clasele (mobile, desktop și server) se vor baza pe arhitectura Intel Core, iar dezvoltarea principală va fi în direcția creșterii numărului de nuclee pe un cip și îmbunătățirii interfețelor externe ale acestora. . În special, pentru piața desktop, acest procesor va fi Kentsfield - primul procesor quad-core de la Intel pentru segmentul PC-urilor desktop de înaltă performanță.

Procesoare AMD dual-core

Linia de procesoare dual-core AMD Athlon 64 X2 utilizează două nuclee (Toledo și Manchester) în interiorul unei singure matrițe, fabricate folosind o tehnologie de proces de 90 nm folosind tehnologia SOI. Fiecare dintre nucleele Athlon 64 X2 are propriul său set de dispozitive de acționare și un cache dedicat de nivel al doilea; au un controler de memorie și un controler de magistrală HyperTransport. Diferențele dintre nuclee sunt în dimensiunea cache-ului de al doilea nivel: Toledo are un cache L2 de 1 MB per nucleu, în timp ce Manchester are jumătate din această cifră (512 KB fiecare). Toate procesoarele au un cache L1 de 128 KB, iar disiparea maximă a căldurii lor nu depășește 110 W. Nucleul Toledo este format din aproximativ 233,2 milioane de tranzistori și are o suprafață de aproximativ 199 de metri pătrați. mm. Zona centrală din Manchester este vizibil mai mică - 147 de metri pătrați. mm., numărul de tranzistori este de 157 milioane.

Procesoarele Athlon64 X2 dual-core moștenite de la suportul Athlon64 pentru tehnologia de economisire a energiei Cool`n`Quiet, un set de extensii AMD64 pe 64 de biți, SSE - SSE3 și funcție de protecție a informațiilor pe biți NX.

Spre deosebire de procesoarele Intel dual-core care funcționează doar cu memorie DDR2, Athlon64 X2 este capabil să funcționeze atât cu memoria DDR400 (Socket 939), care oferă o lățime de bandă maximă de 6,4 GB/s, cât și cu DDR2-800 (Socket AM2), a cărei debitul maxim este de 12,8 GB/s.

Pe toate plăcile de bază destul de moderne, procesoarele Athlon64 X2 funcționează fără probleme - spre deosebire de Intel Pentium D, acestea nu impun nicio cerință specifică asupra designului modulului de alimentare al plăcii de bază.

Până de curând, AMD Athlon64 X2 era considerat cel mai productiv dintre procesoarele desktop, dar odată cu lansarea Intel Core 2 Duo situația s-a schimbat radical - aceștia din urmă au devenit lideri de necontestat, în special în aplicațiile de gaming și multimedia. În plus, noile procesoare Intel au un consum mai mic de energie și mecanisme de gestionare a energiei mult mai eficiente.

AMD nu a fost mulțumit de această stare de lucruri și, ca răspuns, a anunțat lansarea la mijlocul anului 2007 a unui nou procesor cu 4 nuclee cu o microarhitectură îmbunătățită, cunoscut sub numele de K8L. Toate nucleele sale vor avea cache L2 separate de 512 KB fiecare și un cache comun de nivel 3 de 2 MB (în versiunile ulterioare ale procesorului, memoria cache L3 poate fi mărită). Arhitectura promițătoare AMD K8L va fi discutată mai detaliat într-unul dintre numerele viitoare ale revistei noastre.

Un nucleu sau două?

Chiar și o privire scurtă asupra stării actuale a pieței procesoarelor desktop indică faptul că era procesoarelor cu un singur nucleu devine treptat un lucru din trecut - ambii producători de top din lume au trecut la producerea în principal de procesoare multi-core. Cu toate acestea, software-ul, așa cum s-a întâmplat de mai multe ori înainte, rămâne încă în urmă cu nivelul de dezvoltare hardware. Într-adevăr, pentru a utiliza pe deplin capacitățile mai multor nuclee de procesor, software-ul trebuie să fie capabil să se „împartă” în mai multe fire paralele procesate simultan. Doar cu această abordare devine posibilă distribuirea sarcinii pe toate nucleele de calcul disponibile, reducând timpul de calcul mai mult decât s-ar putea face prin creșterea frecvenței de ceas. În timp ce marea majoritate a programelor moderne nu sunt capabile să utilizeze toate capabilitățile oferite de procesoarele dual-core sau, mai ales, multi-core.

Ce tipuri de aplicații de utilizator pot fi paralelizate cel mai eficient, adică fără procesarea specială a codului programului, acestea vă permit să selectați mai multe sarcini (fire de execuție de program) care pot fi executate în paralel și, astfel, să încărcați mai multe nuclee de procesor cu lucru la o singura data? La urma urmei, doar astfel de aplicații oferă o creștere vizibilă a performanței de la introducerea procesoarelor multi-core.

Cele mai mari beneficii ale multiprocesării provin din aplicațiile care permit inițial paralelizarea naturală a calculelor cu partajarea datelor, de exemplu, pachete realiste de randare pe computer - 3DMax și altele asemenea. De asemenea, vă puteți aștepta la câștiguri bune de performanță din multiprocesare în aplicațiile care codifică fișiere multimedia (audio și video) dintr-un format în altul. În plus, sarcinile de editare a imaginilor 2D în editorii grafici, cum ar fi popularul Photoshop, se pretează bine paralelizării.

Nu degeaba aplicațiile din toate categoriile enumerate mai sus sunt utilizate pe scară largă în teste atunci când doresc să arate avantajele multiprocesării virtuale Hyper-Threading. Și nu este nimic de spus despre multiprocesarea reală.

Dar în aplicațiile moderne de jocuri 3D nu ar trebui să ne așteptăm la o creștere semnificativă a vitezei de la mai multe procesoare. De ce? Deoarece un joc obișnuit pe computer nu poate fi ușor paralelizat în două sau mai multe procese. Prin urmare, cel de-al doilea procesor logic, în cel mai bun caz, va îndeplini doar sarcini auxiliare, care nu vor oferi practic niciun câștig de performanță. Și dezvoltarea unei versiuni cu mai multe fire a unui joc de la bun început este destul de complexă și necesită muncă considerabilă - uneori mult mai mult decât crearea unei versiuni cu un singur thread. Aceste costuri cu forța de muncă, apropo, s-ar putea să nu se plătească încă din punct de vedere economic. La urma urmei, producătorii de jocuri pe computer se concentrează în mod tradițional pe cea mai răspândită parte a utilizatorilor și încep să utilizeze noile capacități ale hardware-ului computerului numai dacă acesta este larg răspândit. Acest lucru se vede în mod clar în utilizarea capabilităților plăcii video de către dezvoltatorii de jocuri. De exemplu, după ce au apărut noi cipuri video cu suport pentru tehnologiile shader, dezvoltatorii de jocuri le-au ignorat mult timp, concentrându-se pe capacitățile soluțiilor de masă reduse. Așadar, chiar și jucătorii avansați care și-au cumpărat cele mai „sofisticate” plăci video din acei ani nu au primit niciodată jocuri normale care le-au folosit toate capacitățile. O situație aproximativ similară cu procesoarele dual-core se observă astăzi. Astăzi nu există multe jocuri care chiar să folosească tehnologia HyperThreading, în ciuda faptului că procesoarele de masă cu suportul său sunt în plină producție de câțiva ani.

În aplicațiile de birou situația nu este atât de clară. În primul rând, programele din această clasă rareori funcționează singure - o situație mult mai frecventă este atunci când pe computer rulează mai multe aplicații de birou care rulează în paralel. De exemplu, un utilizator lucrează cu un editor de text și, în același timp, un site web se încarcă în browser, iar scanarea pentru viruși este efectuată în fundal. Evident, rularea mai multor aplicații vă permite să utilizați cu ușurință mai multe procesoare și să obțineți o creștere a performanței. Mai mult decât atât, toate versiunile de Windows XP, inclusiv Home Edition (căreia i s-a refuzat inițial suportul pentru procesoare multi-core), sunt deja capabile să profite de procesoarele dual-core prin distribuirea firelor de execuție între ele. Asigurând astfel o eficiență ridicată în execuția a numeroase programe de fundal.

Astfel, ne putem aștepta la un anumit efect chiar și de la aplicațiile de birou neoptimizate dacă sunt rulate în paralel, dar este greu de înțeles dacă o astfel de creștere a performanței merită creșterea semnificativă a costului unui procesor dual-core. În plus, un anumit dezavantaj al procesoarelor dual-core (în special al procesoarelor Intel Pentium D) este că aplicațiile a căror performanță este limitată nu de puterea de procesare a procesorului în sine, ci de viteza de acces la memorie, pot să nu beneficieze la fel de mult de având mai multe nuclee.

Concluzie

Nu există nicio îndoială că viitorul aparține cu siguranță procesoarelor multi-core, dar astăzi, când majoritatea software-ului existent nu este optimizat pentru procesoare noi, avantajele acestora nu sunt atât de evidente pe cât încearcă să le arate producătorii în materialele promoționale. Da, puțin mai târziu, când există o creștere bruscă a numărului de aplicații care acceptă procesoare multi-core (aceasta se referă în primul rând la jocurile 3D, în care procesoarele de nouă generație vor ajuta la ușurarea semnificativă a sistemului grafic), achiziționarea acestora va fi recomandabilă, dar acum... Se știe de mult că cumpărarea de procesoare „pentru creștere” este departe de cea mai eficientă investiție.

Pe de altă parte, progresul este rapid, iar pentru o persoană normală schimbarea unui computer în fiecare an este, probabil, exagerat. Astfel, toți proprietarii de sisteme destul de moderne bazate pe procesoare cu un singur nucleu nu ar trebui să-și facă prea multe griji în viitorul apropiat - sistemele dvs. vor fi încă „la egalitate” de ceva timp, în timp ce pentru cei care intenționează să achiziționeze un computer nou, noi și-ar recomanda totuși atenția asupra modelelor low-end relativ ieftine de procesoare dual-core.

Când cumpărați un laptop nou sau construiți un computer, procesorul este cea mai importantă decizie. Dar există mult jargon, mai ales în ceea ce privește sâmburii. Ce procesor să alegeți: dual-core, quad-core, șase nuclee sau opt nuclee. Citiți articolul pentru a înțelege ce înseamnă asta cu adevărat.

Dual core sau quad core, cât se poate de simplu

Să rămânem simplu. Iată tot ce trebuie să știi:

• Există un singur cip de procesor. Acest cip poate avea unul, două, patru, șase sau opt nuclee.
• În prezent, un procesor cu 18 nuclee este cel mai bun pe care îl puteți obține pe computerele de consum.
• Fiecare „nucleu” este partea cipului care face procesarea. În esență, fiecare nucleu este o unitate centrală de procesare (CPU).

Viteză

Acum, logica simplă dictează că mai multe nuclee vă vor face procesorul mai rapid în general. Dar nu este întotdeauna cazul. E puțin mai complicat.

Mai multe nuclee oferă mai multă viteză dacă un program își poate împărți sarcinile între nuclee. Nu toate programele sunt concepute pentru a împărți sarcinile între nuclee. Mai multe despre asta mai târziu.

Viteza de ceas a fiecărui nucleu este, de asemenea, un factor decisiv în viteză, la fel ca și arhitectura. Un procesor dual-core mai nou, cu o viteză de ceas mai mare, va depăși adesea un procesor cu patru nuclee mai vechi cu o viteză de ceas mai mică.

Consumul de energie

Mai multe nuclee au ca rezultat, de asemenea, un consum mai mare de energie al procesorului. Când procesorul este pornit, furnizează energie tuturor nucleelor, nu doar celor implicate.

Producătorii de cipuri încearcă să reducă consumul de energie și să facă procesoarele mai eficiente din punct de vedere energetic. Dar, regula generală este că un procesor quad-core va consuma mai multă putere de la laptop decât un procesor dual-core (și, prin urmare, va consuma bateria mai repede).

Degajare de căldură

Fiecare nucleu afectează căldura generată de procesor. Din nou, ca regulă generală, mai multe miezuri duc la temperaturi mai ridicate.

Din cauza acestei călduri suplimentare, producătorii trebuie să adauge radiatoare mai bune sau alte soluții de răcire.

Preț

Mai multe nuclee nu sunt întotdeauna un preț mai mare. După cum am spus mai devreme, intră în joc viteza ceasului, versiunile arhitecturale și alte considerații.

Dar dacă toți ceilalți factori sunt egali, atunci mai multe nuclee vor aduce un preț mai mare.

Totul despre software

Iată un mic secret pe care producătorii de procesoare nu vor să-l știi. Nu este vorba despre câte nuclee folosiți, ci despre ce software rulați pe ele.

Programele trebuie să fie concepute special pentru a profita de mai multe procesoare. Acest tip de „software multithreading” nu este atât de comun pe cât ați putea crede.

Este important să rețineți că, chiar dacă este un program cu mai multe fire, este important și pentru ce este folosit. De exemplu, browserul web Google Chrome acceptă mai multe procese, precum și software-ul de editare video Adobe Premier Pro.

Adobe Premier Pro oferă diferite motoare pentru a lucra la diferite aspecte ale editării dvs. Având în vedere numeroasele straturi implicate în editarea video, acest lucru are sens, deoarece fiecare nucleu poate lucra la o sarcină diferită.

De asemenea, Google Chrome oferă diferite nuclee pentru a rula pe diferite file. Dar aici constă problema. Odată ce deschideți o pagină web într-o filă, aceasta este de obicei statică după aceea. Nu este necesară nicio prelucrare ulterioară; restul muncii este de a stoca pagina în RAM. Aceasta înseamnă că, deși nucleul poate fi folosit pentru a aranja fundalul, nu este necesar.

Acest exemplu Google Chrome oferă o ilustrare a modului în care chiar și software-ul cu mai multe fire nu vă oferă o creștere reală a performanței.

Două nuclee nu dublează viteza

Deci, să presupunem că aveți software-ul potrivit și că toate celelalte componente hardware sunt la fel. Va fi un procesor quad core de două ori mai rapid decât un procesor dual core? Nu.

Creșterea nucleelor ​​nu abordează problema scalării software. Scalare la nuclee este capacitatea teoretică a oricărui software de a atribui sarcinile potrivite nucleelor ​​potrivite, astfel încât fiecare nucleu să calculeze la viteza sa optimă. Nu asta se întâmplă cu adevărat.

În realitate, sarcinile sunt împărțite secvenţial (cum o fac majoritatea programelor cu mai multe fire) sau aleatoriu. De exemplu, să presupunem că trebuie să finalizați trei sarcini pentru a finaliza o activitate și aveți cinci astfel de activități. Software-ul îi spune nucleului 1 să rezolve problema 1, în timp ce nucleul 2 o rezolvă pe a doua, nucleul 3 o rezolvă pe a treia; Între timp, miezul 4 este inactiv.

Dacă a treia sarcină este cea mai grea și mai lungă, atunci ar fi logic ca software-ul să împartă a treia sarcină între nucleele 3 și 4. Dar nu asta face. În schimb, deși nucleele 1 și 2 vor finaliza sarcina mai repede, acțiunea va trebui să aștepte ca nucleul 3 să se termine și apoi să calculeze rezultatele nucleelor ​​1, 2 și 3 împreună.

Acesta este un mod obișnuit de a spune că software-ul, la fel ca și astăzi, nu este optimizat pentru a profita din plin de mai multe nuclee. Și dublarea nucleelor ​​nu echivalează cu dublarea vitezei.

Unde vor ajuta cu adevărat mai multe nuclee?

Acum că știți ce fac nucleele și limitările lor de performanță, ar trebui să vă întrebați: „Am nevoie de mai multe nuclee?” Ei bine, depinde ce ai de gând să faci cu ele.

Dacă jucați des jocuri pe computer, atunci mai multe nuclee pe computer vă vor fi, fără îndoială, utile. Marea majoritate a noilor jocuri populare de la studiourile importante acceptă arhitectura multi-threaded. Jocurile video depind încă în mare măsură de tipul de placă grafică pe care o ai, dar un procesor multi-core ajută și el.

Orice profesionist care lucrează cu programe video sau audio va beneficia de mai multe nuclee. Cele mai populare instrumente de editare audio și video utilizează procesarea cu mai multe fire.

Photoshop și design

Dacă sunteți designer, atunci vitezele de ceas mai mari și mai multă memorie cache a procesorului vor crește viteza mai bine decât mai multe nuclee. Chiar și cel mai popular software de design, Adobe Photoshop, acceptă în mare măsură procese cu un singur thread sau ușor threaded. Multe nuclee nu vor fi un stimulent semnificativ pentru acest lucru.

Navigare web mai rapidă

După cum am spus deja, a avea mai multe nuclee nu înseamnă o navigare mai rapidă pe web. În timp ce toate browserele moderne acceptă arhitectura cu mai multe procese, nucleele vă vor ajuta doar dacă filele dvs. de fundal sunt site-uri care necesită multă putere de procesare.

Sarcini de birou

Toate aplicațiile de bază Office sunt cu un singur thread, astfel încât un procesor quad-core nu va adăuga viteză.

Ai nevoie de mai multe nuclee?

În general, un procesor quad-core va funcționa mai rapid decât un procesor dual-core pentru calcularea generală. Fiecare program pe care îl deschideți va rula pe propriul nucleu, așa că dacă sarcinile sunt separate, vitezele vor fi mai bune. Dacă utilizați mai multe programe în același timp, comutați adesea între ele și le atribuiți propriile sarcini, alegeți un procesor cu un număr mare de nuclee.

Doar știi asta: Performanța generală a sistemului este un domeniu în care există prea mulți factori. Nu vă așteptați la o creștere magică a performanței prin înlocuirea unei singure componente, chiar și a procesorului.