Багатоядерні процесори є центральними процесорами, в яких міститься більше двох обчислювальних ядер. Такі ядра можуть бути як в одному корпусі, так і на одному процесорному кристалі.

Що таке багатоядерний процесор?

Найчастіше під багатоядерними процесорами розуміють центральні процесори, у яких кілька обчислювальних ядер інтегровані в одну мікросхему (тобто вони розташовані на одному кристалі кремнію).

Зазвичай тактова частота багатоядерних процесорах навмисно занижується. Це роблять для того, щоб скоротити енергоспоживання, зберігши при цьому необхідну продуктивність процесора. Кожне ядро ​​при цьому є повноцінним мікропроцесором, для якого характерні риси всіх сучасних процесорів – він використовує багаторівневий кеш, підтримує позачергове виконання коду та векторні команди.

Hyper-threading

Ядра багатоядерних процесорах можуть підтримувати технологію SMT, що дозволяє виконувати кілька потоків обчислень і створювати на основі кожного ядра кілька логічних процесорів. На процесорах, які випускає компанія Intel, така технологія називається Hyper-threading. Завдяки їй можна подвоювати число логічних процесорів проти числом фізичних чіпів. У мікропроцесорах, які підтримують цю технологію, кожен фізичний процесор здатний зберігати стан двох потоків одночасно. Для операційної системи це буде виглядати як наявність двох логічних процесорів. Якщо в роботі одного з них виникає пауза (наприклад, він чекає на отримання даних з пам'яті), інший логічний процесор приступає до виконання власного потоку.

Види багатоядерних процесорів

Багатоядерні процесори поділяються на кілька видів. Вони можуть підтримувати спільну кеш-пам'ять, а можуть не підтримувати. Зв'язок між ядрами реалізується на принципах використання шини, що розділяється, мережі на каналах точка-точка, мережі з комутатором або використання загального кеша.

Принцип роботи

Більшість сучасних багатоядерних процесорів працює за такою схемою. Якщо запущена програма підтримує багатопоточність, вона може змушувати процесор виконувати кілька завдань одночасно. Наприклад, якщо в комп'ютері використовується 4-ядерний процесор із тактовою частотою 1.8 ГГц, програма може «завантажити» роботою відразу всі чотири ядра, при цьому сумарна частота процесора становитиме 7.2 ГГц. Якщо запущено відразу кілька програм, кожна з них може використовувати частину ядер процесора, що також призводить до зростання продуктивності комп'ютера.

Багато операційних систем підтримують багатопоточність, тому використання багатоядерних процесорів дозволяє прискорити роботу комп'ютера навіть у разі додатків, які багатопоточність не підтримують. Якщо розглядати роботу лише одного додатка, то використання багатоядерних процесорів буде виправданим лише в тому випадку, якщо ця програма оптимізована під багатопоточність. В іншому випадку, швидкість роботи багатоядерного процесора не відрізнятиметься від швидкості роботи звичайного процесора, а іноді він працюватиме навіть повільніше.

…у процесі розвитку кількість ядер ставатиме дедалі більше.

(Розробники Intel)

Ще core, так ще core, та ще багато, багато core!..

…Ще зовсім недавно ми не чули і не знали про багатоядернихпроцесорах, а сьогодні вони агресивно витісняють одноядерні. Почався бум багатоядерних процесорів, який поки що - трохи! - Стримують їх порівняно високі ціни. Але ніхто вже не сумнівається, що майбутнє – саме за багатоядерними процесорами!

Що таке ядро ​​процесора

У центрі сучасного центрального мікропроцесора ( CPU- Зменш. від англ. central processing unit- центральний обчислювальний пристрій) знаходиться ядро ​​( core) – кристал кремнію площею приблизно один квадратний сантиметр, на якому за допомогою мікроскопічних логічних елементів реалізована принципова схема процесора, так звана архітектура (chip architecture).

Ядро пов'язане з рештою чіпа (називається «упаковка», CPU Package) за технологією «фліп-чіп» ( flip-chip, flip-chip bonding- Перевернуте ядро, кріплення методом перевернутого кристала). Ця технологія отримала таку назву, тому що звернена назовні – видима – частина ядра насправді є його «дном», щоб забезпечити прямий контакт із радіатором кулера для кращої тепловіддачі. Зі зворотної (невидимої) сторони знаходиться сам «інтерфейс» – з'єднання кристала та упаковки. З'єднання ядра процесора з упаковкою виконано за допомогою стовпчикових висновків ( Solder Bumps).

Ядро розташоване на текстолітовій основі, через яку проходять контактні доріжки до «ніжок» (контактних майданчиків), залито термічним інтерфейсом і закрито металевою кришкою.

Перший (природно, одноядерний!) мікропроцесор Intel 4004був представлений 15 листопада 1971 корпорацією Intel. Він містив 2300 транзисторів, працював на тактовій частоті 108 кГц та коштував $300.

Вимоги до обчислювальної потужності центрального мікропроцесора постійно зростали та продовжують зростати. Але якщо раніше виробникам процесорів доводилося постійно підлаштовуватися під поточні насущні (вічно зростаючі!) Запити користувачів, то тепер чіпмейкери йдуть з бо-о-о-льшим випередженням!

Довгий час підвищення продуктивності традиційних одноядерних процесорів переважно відбувалося за рахунок послідовного збільшення тактової частоти (близько 80% продуктивності процесора визначала саме тактова частота) з одночасним збільшенням кількості транзисторів на одному кристалі. Однак подальше підвищення тактової частоти (при тактовій частоті більше 3,8 ГГц чіпи просто перегріваються!) впирається в низку фундаментальних фізичних бар'єрів (оскільки технологічний процес майже впритул наблизився до розмірів атома: сьогодні процесори випускаються за 45-нм технологією, а розміри атома кремнію – приблизно 0,543 нм):

По-перше, зі зменшенням розмірів кристала та підвищенням тактової частоти зростає струм витоку транзисторів. Це веде до підвищення споживаної потужності та збільшення викиду тепла;

По-друге, переваги вищої тактової частоти частково зводяться нанівець через затримки при зверненні до пам'яті, оскільки час доступу до пам'яті не відповідає зростаючим тактовим частотам;

По-третє, для деяких додатків традиційні послідовні архітектури стають неефективними зі зростанням тактової частоти через так зване «фон-нейманівське вузьке місце» – обмеження продуктивності в результаті послідовного потоку обчислень. При цьому зростають резистивно-ємні затримки передачі сигналів, що є додатковим вузьким місцем, пов'язаним з підвищенням тактової частоти.

Застосування багатопроцесорних систем також набуло широкого поширення, оскільки вимагає складних і дорогих багатопроцесорних материнських плат. Тому було вирішено вимагати подальшого підвищення продуктивності мікропроцесорів іншими засобами. Найефективнішим напрямом було визнано концепцію багатопоточності, що зародилася у світі суперкомп'ютерів, – це одночасна паралельна обробка кількох потоків команд.

Так у надрах компанії Intelнародилася Hyper-Threading Technology (HTT) – технологія надпоточної обробки даних, яка дозволяє процесору виконувати в одноядерному процесорі паралельно до чотирьох програмних потоків одночасно. Hyper-threadingзначно підвищує ефективність виконання ресурсомістких додатків (наприклад, пов'язаних з аудіо- та відеоредагуванням, 3D-моделюванням), а також роботу ОС у багатозадачному режимі.

Процесор Pentium 4з увімкненим Hyper-threadingмає одне фізичнеядро, яке поділено на два логічнихТому операційна система визначає його як два різних процесори (замість одного).

Hyper-threadingфактично стала трампліном до створення процесорів із двома фізичними ядрами на одному кристалі. У 2-ядерному чіпі паралельно працюють два ядра (два процесори!), які при меншій тактовій частоті забезпечують б пропродуктивність, оскільки паралельно (одночасно!) виконуються два незалежні потоки інструкцій.

Здатність процесора виконувати одночасно кілька програмних потоків називається паралелізмом на рівні потоків (TLP – thread-level parallelism). Необхідність у TLPзалежить від конкретної ситуації (у деяких випадках вона просто марна!).

Основні проблеми створення процесорів

Кожне ядро ​​процесора має бути незалежним, – з незалежним енергоспоживанням та керованою потужністю;

Ринок програмного забезпечення повинен бути забезпечений програмами, здатними ефективно розбивати алгоритм розгалуження команд на парну (для процесорів з парною кількістю ядер) або непарну (для процесорів з непарною кількістю ядер) кількість потоків;

…

За повідомленням прес-служби AMDНа сьогодні ринок 4-ядерних процесорів становить не більше 2% від загального обсягу. Очевидно, що для сучасного покупця придбання 4-ядерного процесора для домашніх потреб поки що майже не має сенсу з багатьох причин. По-перше, сьогодні практично немає програм, здатних ефективно використовувати переваги 4-х одночасно працюючих потоків; по-друге, виробники позиціонують 4-ядерні процесори, як Hi-End-рішення, додаючи до оснащення найсучасніші відеокарти та об'ємні жорсткі диски, – а це зрештою ще більше збільшує вартість і без того недешевих …

Розробники Intelкажуть: «…у процесі розвитку кількість ядер ставатиме дедалі більше…».

Що чекає на нас у майбутньому

У корпорації Intelвже говорять не про «Мультіядерність» ( Multi-Core) процесорів, як це робиться щодо 2-, 4-, 8-, 16- або навіть 32-ядерних рішень, а про «Многоядерність» ( Many-Core), Маючи на увазі абсолютно нову архітектурну макроструктуру чіпа, порівнянну (але не схожу) з архітектурою процесора Cell.

Структура такого Many-Core-чіпа має на увазі роботу з тим же набором інструкцій, але за допомогою потужного центрального ядра або кількох потужних CPU, «Оточених» безліччю допоміжних ядер, що допоможе більш ефективно обробляти складні мультимедійні програми в багатопотоковому режимі. Крім ядер «загального призначення», процесори Intelбудуть також спеціалізованими ядрами для виконання різних класів завдань – таких, як графіка, алгоритми розпізнавання мови, обробка комунікаційних протоколів.

Саме таку архітектуру представив Джастін Раттнер ( Justin R. Rattner), керівник сектору Corporate Technology Group Intel, на прес-конференції у Токіо. За його словами, таких допоміжних ядер у новому багатоядерному процесорі може налічуватися кілька дюжин. На відміну від орієнтації на великі, енергоємні обчислювальні ядра з великою тепловіддачею, багатоядерні кристали Intelактивізуватимуть лише ті ядра, які необхідні для виконання поточного завдання, тоді як інші ядра будуть відключені. Це дозволить кристалу споживати стільки електроенергії, скільки потрібно в даний момент часу.

У липні 2008 р. корпорація Intelповідомила, що розглядає можливість інтеграції до одного процесора кількох десятків і навіть тисяч обчислювальних ядер. Провідний інженер компанії Енвар Галум ( Anwar Ghuloum) написав у своєму блозі: «Зрештою, я рекомендую скористатися наступною моєю порадою… розробники вже зараз повинні почати думати про десятки, сотні і тисячі ядер». За його словами, зараз Intelвивчає технології, які змогли б масштабувати обчислення «на ту кількість ядер, які ми поки що не продаємо».

На думку Галума, зрештою успіх багатоядерних систем залежатиме від розробників, яким, ймовірно, доведеться змінити мови програмування та переписати всі існуючі бібліотеки.

У перші роки нового тисячоліття, коли частоти CPU нарешті пройшли позначку 1 ГГц, деякі компанії (не показуватимемо пальцем на Intel) передбачали, що нова архітектура NetBurst зможе в майбутньому досягти частот близько 10 ГГц. Ентузіасти чекали настання нової ери, коли тактові частоти CPU зростатимуть подібно до грибів після дощу. Потрібно більше продуктивності? Просто перейдіть на процесор із більшою тактовою частотою.

Яблуко Ньютона голосно впало на голови мрійників, які розглядали мегагерці як найлегший спосіб продовження зростання продуктивності ПК. Фізичні обмеження не дозволили експоненційно збільшувати тактову частоту без відповідного зростання тепловиділення, та й інші проблеми, пов'язані з технологіями виробництва, також виникали. Справді, останні роки найшвидші процесори працюють на частотах від 3 до 4 ГГц.

Звичайно, прогрес не зупинити, коли за нього готові платити гроші – є чимало користувачів, хто готовий викласти чималу суму за потужніший комп'ютер. Тому інженери почали шукати інші способи збільшення продуктивності, зокрема, підвищуючи ефективність виконання команд, а не сподіваючись на тактову частоту. Паралелізм теж виявився рішенням - якщо ви не можете зробити CPU швидше, то чому не додати другий такий самий процесор, щоб збільшити обчислювальні ресурси?

Pentium EE 840 - перший двоядерний CPU, що з'явився у роздробі.

Основна проблема з паралелізмом полягає в тому, що програмне забезпечення має бути спеціально написане так, щоб розподіляти навантаження по кількох потоках - тобто не отримаєте негайної віддачі від вкладених грошей, на відміну від такої частоти. У 2005 році, коли вийшли перші двоядерні процесори, вони не забезпечували серйозного приросту продуктивності, оскільки на настільних ПК використовувалося досить мало програмного забезпечення, яке їх підтримувало б. Фактично, більшість двоядерних CPU була повільніше одноядерних процесорів у більшості завдань, оскільки одноядерні CPU працювали на високих тактових частотах.

Втім, минуло вже чотири роки, і за них багато що змінилося. Багато розробників програмного забезпечення оптимізували свої продукти, щоб отримати перевагу від кількох ядер. Одноядерні процесори сьогодні вже складніше знайти у продажу, і дво-, три-і чотириядерні CPU вважаються цілком звичайними.

Але постає питання: скільки ядер CPU потрібно насправді? Чи достатньо для ігор триядерного процесора, чи краще доплатити та взяти чотириядерний чіп? Чи достатньо для звичайного користувача двоядерного процесора, чи більше ядер дійсно дає якусь різницю? Які програми оптимізовані під кілька ядер, а які будуть реагувати на зміну лише таких специфікацій, як частота чи розмір кешу?

Ми вважали, що настав гарний час провести тести додатків з оновленого пакета (втім, оновлення ще не закінчено) на одно-, дво-, три- та чотириядерних конфігураціях, щоб зрозуміти, наскільки цінними стали багатоядерні процесори в 2009 році.

Щоб тести були справедливими, ми вибрали чотириядерний процесор – розігнаний до 2,7 ГГц Intel Core 2 Quad Q6600. Після проведення тестів на нашій системі ми потім відключили одне з ядер, перезавантажилися і повторили тести. Ми послідовно відключали ядра і отримали результати різної кількості активних ядер (від однієї до чотирьох), у своїй процесор і його частота не змінювалися.

Вимкнення ядер CPU під Windows виконати дуже легко. Якщо ви хочете дізнатися, як це зробити, наберіть "msconfig" у вікні Windows Vista "Почати пошук/Start Search" і натисніть "Enter". Це відкриє утиліту "Конфігурація системи".

У ній перейдіть на закладку "Завантаження/Boot" та натисніть клавішу "Додаткові параметри/Advanced options".

Це призведе до появи вікна "Додаткові параметри завантаження/BOOT Advanced Options". Виберіть галочку "Кількість процесорів/Number of Processors" і вкажіть потрібну кількість ядер процесора, які будуть активні в системі. Все дуже просто.

Після підтвердження програма запропонує перезавантажитись. Після перезавантаження в Диспетчері завдань Windows (Task Manager) можна побачити кількість активних ядер. Виклик Диспетчера завдань виконується натисканням клавіш Crtl+Shift+Esc.

Виберіть у "Диспетчері завдань" вкладку "Швидкодія/Performance". У ній ви зможете побачити графіки навантаження для кожного процесора/ядра (будь це окремий процесор/ядро або віртуальний процесор, як ми отримуємо у випадку Core i7 з активною підтримкою Hyper-Threading) у пункті "Хронологія завантаження ЦП/CPU Usage History". Два графіки означають два активні ядра, три - три активні ядра і т.д.

Тепер, коли ви ознайомились із методикою наших тестів, дозвольте перейти до детального розгляду конфігурації тестового комп'ютера та програм.

Тестова конфігурація

Системне апаратне забезпечення
Процесор	Intel Core 2 Quad Q6600 (Kentsfield), 2,7 ГГц, FSB-1200, 8 Мбайт кешу L2
Платформа	MSI P7N SLI Platinum, Nvidia nForce 750i, BIOS A2
Пам'ять	A-Data EXTREME DDR2 800+, 2 x 2048 Мбайт, DDR2-800, CL 5-5-5-18 на 1,8 В
Жорсткий диск	Western Digital Caviar WD50 00AAJS-00YFA, 500 Гбайт, 7200 об/хв, кеш 8 Мбайт, SATA 3,0 Гбіт/с
Мережа	Вбудований контролер nForce 750i Gigabit Ethernet
Відеокарти	Gigabyte GV-N250ZL-1GI 1 GB DDR3 PCIe
Блок живлення	Ultra HE1000X, ATX 2.2, 1000 Вт
Програмне забезпечення та драйвери
Операційна система	Microsoft Windows Vista Ultimate 64-bit 6.0.6001, SP1
Версія DirectX	DirectX 10
Драйвер платформи	nForce Driver Version 15.25
Графічний драйвер	Nvidia Forceware 182.50

Тести та налаштування

3D-ігри
Crysis	Quality settings set to lowest, Object Detail to High, Physics to Very High, version 1.2.1, 1024x768, Benchmark tool, 3-run average
Left 4 Dead	Quality settings set to lowest, 1024x768, version 1.0.1.1, timed demo.
World in Conflict	Quality settings set to lowest, 1024x768, Patch 1.009, Built-in benchmark.
iTunes	Version: 8.1.0.52, Audio CD ("Terminator II" SE), 53 min., Default format AAC
Lame MP3	Version: 3.98 (64-bit), Audio CD "Terminator II" SE, 53 min, wave to MP3, 160 Kb/s
TMPEG 4.6	Version: 4.6.3.268, Import File: "Термінатор II" DVD (5 Minutes), Resolution: 720x576 (PAL) 16:9
DivX 6.8.5	Encoding mode: Insane Quality, Enhanced Multi-Threading, Enabled using SSE4, Quarter-pixel search
XviD 1.2.1	Display encoding status=off
MainConcept Reference 1.6.1	MPEG2 to MPEG2 (H.264), MainConcept H.264/AVC Codec, 28 sec HDTV 1920x1080 (MPEG2), Audio: MPEG2 (44.1 KHz, 2 Channel, 16-Bit, 224 Kb/s), Mode: PAL FPS), Profile: Tom's Hardware Settings for Qct-Core
Autodesk 3D Studio Max 2009 (64-bit)	Version: 2009 Rendering Dragon Image at 1920x1080 (HDTV)
Adobe Photoshop CS3	Version: 10.0x20070321, Filtering від 69 MB TIF-Photo, Benchmark: Tomshardware-Benchmark V1.0.0.4, Filters: Crosshatch, Glass, Sumi-e, Accented Edges, Angled Strokes, Sprayed Strokes
Grisoft AVG Antivirus 8	Version: 8.0.134, Virus base: 270.4.5/1533, Benchmark: Scan 334 MB Фольдери ZIP/RAR compressed files
WinRAR 3.80	Version 3.80, Benchmark: THG-Workload (334 MB)
WinZip 12	Version 12, Compression=Best, Benchmark: THG-Workload (334 MB)
3DMark Vantage	Version: 1.02, GPU та CPU швидкості
PCMark Vantage	Version: 1.00, System, Memory, Hard Disk Drive benchmarks, Windows Media Player 10.00.00.3646
SiSoftware Sandra 2009 SP3	CPU Test = CPU Arithmetic / MultiMedia, Memory Test = Bandwidth Benchmark

Результати тестів

Почнемо з результатів синтетичних тестів, щоб потім оцінити, наскільки добре вони відповідають реальним тестам. Важливо пам'ятати, що синтетичні тести пишуться з розрахунку на майбутнє, тому вони повинні сильніше реагувати на зміну кількості ядер, ніж реальні програми.

Ми почнемо із синтетичного тесту ігрової продуктивності 3DMark Vantage. Ми вибрали прогін "Entry", який 3DMark виконує на найнижчій доступній роздільній здатності, щоб продуктивність CPU сильніше впливала на результат.

Майже лінійне зростання досить цікаве. Найбільший приріст спостерігається під час переходу від одного ядра до двох, але й потім масштабованість простежується досить відчутно. А тепер перейдемо до тесту PCMark Vantage, який покликаний відображати загальну системну продуктивність.

Результати PCMark змушують припустити, що кінцевий користувач виграє від збільшення кількості ядер CPU до трьох, а четверте ядро, навпаки, трохи знизить продуктивність. Давайте подивимося, з чим пов'язаний такий результат.

У тесті підсистеми пам'яті ми знову спостерігаємо найбільший приріст продуктивності під час переходу від одного ядра CPU до двох.

Тест продуктивності, як здається, найсильніше впливає загальний результат тесту PCMark, оскільки у разі зростання продуктивності закінчується на трьох ядрах. Давайте подивимося, чи будуть аналогічні результати іншого синтетичного тесту SiSoft Sandra.

Ми почнемо з арифметичних та мультимедійних тестів SiSoft Sandra.

Синтетичні випробування показують досить лінійний приріст продуктивності при переході від одного ядра CPU до чотирьох. Цей тест написаний спеціально, щоб ефективно використовувати чотири ядра, але ми сумніваємося, що в реальних додатках буде такий самий лінійний прогрес.

Тест пам'яті Sandra також передбачає, що три ядра дадуть більше пропускної спроможності пам'яті в цілих буферизованих операціях iSSE2.

Після синтетичних тестів настав час подивитися, що ми отримаємо у тестах додатків.

Кодування аудіо зазвичай було сегментом, додатки у якому дуже сильно вигравали від кількох ядер, або вони були оптимізовані розробниками. Нижче наведено результати Lame та iTunes.

Lame не демонструє особливих переваг при використанні кількох ядер. Що цікаво, ми спостерігаємо невеликий приріст продуктивності з парною кількістю ядер, що досить дивно. Однак різниця невелика, тому вона просто може бути в межах похибки.

Що стосується iTunes, то ми бачимо невеликий приріст продуктивності після активації двох ядер, але більше ядер нічого не дають.

Виходить, ні Lame, ні iTunes не оптимізовані під кілька ядер CPU для кодування аудіо. З іншого боку, наскільки ми знаємо, програми кодування відео часто дуже оптимізують під кілька ядер через їхню спочатку паралельну природу. Давайте подивимося на результати кодування відео.

Ми почнемо тестування кодування відео з MainConcept Reference.

Зверніть увагу, наскільки сильно на результат впливає збільшення кількості ядер: час кодування зменшується з дев'яти хвилин на одноядерному 2,7-ГГц процесорі Core 2 до двох хвилин і 30 секунд, коли активні всі чотири ядра. Цілком зрозуміло, що якщо ви часто перекодуєте відео, краще брати процесор з чотирма ядрами.

Чи ми отримаємо схожі переваги в тестах TMPGEnc?

Тут можна побачити вплив на результат кодера. Якщо кодер DivX високо оптимізований під кілька ядер CPU, Xvid не демонструє такої помітної переваги. Втім навіть Xvid дає зниження часу кодування на 25% при переході від одного ядра до двох.

Почнемо графічні випробування з Adobe Photoshop.

Як бачимо, версія CS3 не помічає додавання ядер. Дивний результат для такої популярної програми, хоча ми визнаємо, що не використовували останню версію Photoshop CS4. Результати CS3 все одно не надихають.

Давайте подивимося на результати 3D-рендерінгу в Autodesk 3ds Max.

Цілком очевидно, що Autodesk 3ds Max "любить" додаткові ядра. Ця особливість була присутня в 3ds Max ще під час роботи цієї програми в DOS-оточенні, оскільки завдання 3D-рендерінгу виконувалося настільки довго, що необхідно було розподіляти її по кількох комп'ютерах в мережі. Знову ж таки, для подібних програм дуже бажано використовувати чотириядерні процесори.

Тест антивірусного сканування дуже близький до реальних життєвих умов, оскільки майже всі використовують антивіруси.

Антивірус AVG демонструє чудовий приріст продуктивності зі збільшенням ядер CPU. Під час антивірусного сканування продуктивність комп'ютера може дуже падати, і результати наочно показують, що кілька ядер суттєво скорочують час сканування.

WinZip та WinRAR не дають помітного приросту на кількох ядрах. WinRAR демонструє приріст продуктивності на двох ядрах, але не більше. Цікаво буде подивитися, як себе покаже версія 3.90, що тільки що вийшла.

У 2005 році, коли стали з'являтися настільні комп'ютери з двома ядрами, просто не існувало ігор, які б демонстрували приріст продуктивності при переході від одноядерних CPU на багатоядерні процесори. Але часи змінилися. Як позначаються кілька ядер CPU на сучасних іграх? Давайте запустимо кілька популярних ігор та подивимося. Ми проводили ігрові тести в низькій роздільній здатності 1024x768 та з низьким рівнем графічних деталей, щоб мінімізувати вплив відеокарти та визначити, наскільки сильно дані гри впираються у продуктивність CPU.

Почнемо з Crysis. Ми знизили до мінімуму всі опції за винятком деталізації об'єктів, яку ми виставили у "High", а також Physics, яку ми встановили у "Very High". У результаті продуктивність гри має сильніше залежати від CPU.

Гра Crysis показала вражаючу залежність кількості ядер CPU, що дуже дивує, оскільки ми вважали, що вона більше реагує на продуктивність відеокарти. У будь-якому випадку, можна бачити, що в Crysis одноядерні CPU дають частоту кадрів в два рази менше, ніж з чотирма ядрами (втім, пам'ятайте, що якщо гра більше залежатиме від продуктивності відеокарти, то розкид результатів при різному числі ядер CPU буде меншим) . Цікаво також відзначити, що гра Crysis може використовувати лише три ядра, оскільки додавання четвертого не дає помітної різниці.

Але ми знаємо, що Crysis серйозно використовує розрахунки фізики, тому подивимося, яка буде ситуація в грі не з такою фізикою. Наприклад, у Left 4 Dead.

Що цікаво, гра Left 4 Dead демонструє схожий результат, хоча левова частка приросту продуктивності з'являється після додавання другого ядра. Є невеликий приріст при переході на три ядра, але четверте ядро ​​цієї гри не потрібно. Цікава тенденція. Подивимося, наскільки вона буде характерною для стратегії реального часу World in Conflict.

Результати знову схожі, але ми бачимо дивовижну особливість - три ядра CPU дають трохи кращу продуктивність, ніж чотири. Різниця близька до межі похибки, але це знову підтверджує, що четверте ядро ​​в іграх не використовується.

Настав час робити висновки. Оскільки даних ми отримали чимало, спростимо ситуацію, розрахувавши середній приріст продуктивності.

Спочатку хотілося б сказати, що результати синтетичних тестів занадто оптимістичні, якщо порівнювати використання кількох ядер з реальними додатками. Приріст продуктивності синтетичних тестів при переході від одного до кількох ядра виглядає майже лінійним, кожне нове ядро ​​додає 50% продуктивності.

У додатках ми спостерігаємо реалістичніший прогрес - близько 35% приросту від другого ядра CPU, 15% приріст від третього і 32% приріст від четвертого. Дивно, що з додаванням третього ядра ми отримуємо лише половину переваги, яке дає четверте ядро.

У додатках, втім, краще дивитися окремі програми, а чи не загальний результат. Справді, програми кодування аудіо, наприклад, взагалі не виграють від збільшення кількості ядер. З іншого боку, програми кодування відео дають серйозні переваги від більшої кількості ядер CPU, хоча все досить залежить від використовуваного кодера. У випадку програми 3D-рендерінгу 3ds Max ми бачимо, що вона серйозно оптимізована під багатоядерні оточення, а програми редагування 2D-фотографій, подібні до Photoshop, не реагують на кількість ядер. Антивірус AVG показав серйозне збільшення продуктивності на кількох ядрах, а на утилітах стиснення файлів виграш не такий великий.

Що ж до ігор, то при переході від одного ядра на два продуктивність збільшується на 60%, а після додавання в систему третього ядра ми отримуємо ще 25% відрив. Четверте ядро ​​у вибраних нами іграх не дає переваг. Звичайно, якби ми взяли більше ігор, то ситуація могла б змінитись, але, у будь-якому випадку, триядерні процесори Phenom II X3 здаються вельми привабливим і недорогим вибором для геймера. Важливо відзначити, що при переході на більш високі дозволи та додаванні візуальних деталей різниця через кількість ядер буде меншою, оскільки відеокарта стане вирішальним фактором, що впливає на частоту кадрів.

Чотири ядра.

З урахуванням всього сказаного і зробленого, можна підбити низку підсумків. В цілому вам не потрібно бути будь-яким професійним користувачем, щоб виграти від установки багатоядерного CPU. Ситуація суттєво змінилася порівняно з тим, що було чотири роки тому. Звичайно, різниця здається не такою суттєвою на перший погляд, але досить цікаво відзначити, наскільки сильно додатки стали оптимізуватися під багатопоточність останні кілька років, особливо ті програми, які від цієї оптимізації можуть дати істотний приріст продуктивності. Фактично можна сказати, що сьогодні вже немає сенсу рекомендувати одноядерні CPU (якщо ви такі ще знайдете), за винятком рішень з низьким енергоспоживанням.

Крім того, є програми, для яких користувачам рекомендується купувати процесори з якомога більшою кількістю ядер. Серед них відзначимо програми кодування відео, 3D-рендерінгу та оптимізовані робочі програми, включаючи антивірусне програмне забезпечення. Що стосується геймерів, то минули дні, коли одноядерного процесора з потужною відеокартою було достатньо.

Модуль пошуку не встановлено.

Одноядерний чи двоядерний?

Віктор Куц

Найбільш значущою подією останнього часу в області мікропроцесорів стала поява широкого доступу CPU, оснащених двома обчислювальними ядрами. Перехід на двоядерну архітектуру обумовлений тим, що традиційні методи збільшення продуктивності процесорів повністю вичерпали себе - процес нарощування їх тактових частот останнім часом застопорився.

Наприклад, в останній рік перед появою двоядерних процесорів компанія Intel змогла збільшити частоти своїх CPU на 400 МГц, а AMD ще менше - всього лише на 200 МГц. Інші методи підвищення продуктивності, такі як збільшення швидкості шини і розміру кеш-пам'яті, також втратили колишню ефективність. Таким чином, впровадження двоядерних процесорів, що володіють двома процесорними ядрами в одному чіпі та розділяють між собою навантаження, в даний час виявилося найбільш логічним кроком на складному та тернистому шляху нарощування продуктивності сучасних комп'ютерів.

Що ж є двоядерний процесор? В принципі, двоядерний процесор являє собою SMP-систему (Symmetric MultiProcessing - симетрична багатопроцесорна обробка; термін, що позначає систему з кількома рівноправними процесорами) і по суті не відрізняється від звичайної двопроцесорної системи, що складається з двох незалежних процесорів. Таким чином ми отримуємо всі переваги двопроцесорних систем без необхідності використання складних і дуже дорогих двопроцесорних материнських плат.

До цього компанією Intel вже була спроба розпаралелити виконувані інструкції - йдеться про технологію HyperThreading, що забезпечує поділ ресурсів одного "фізичного" процесора (кеш, конвеєр, виконавчі пристрої) між двома "віртуальними" процесорами. Приріст продуктивності (в окремих, оптимізованих для HyperThreading додатках) при цьому становив приблизно 10-20%. Тоді як повноцінний двоядерний процесор, що включає два "чесних" фізичних ядра, забезпечує приріст продуктивності системи на всі 80-90% і навіть більше (природно, при повному задіянні можливостей обох його ядер).

Головним ініціатором у просуванні двоядерних процесорів виступила компанія AMD, яка на початку 2005 року випустила перший серверний двоядерний процесор Opteron. Що стосується настільних процесорів, то тут ініціативу перехопила компанія Intel, яка приблизно в цей же час анонсувала процесори Intel Pentium D і Intel Extreme Edition. Щоправда, анонс аналогічної лінійки процесорів Athlon64 X2 виробництва AMD запізнився лише на лічені дні.

Двоядерні процесори Intel

Перші двоядерні процесори Intel Pentium D сімейства 8хх були засновані на ядрі Smithfield, що є нічим іншим, як двома ядрами Prescott, об'єднаними на одному напівпровідниковому кристалі. Там же розміщується і арбітр, який стежить за станом системної шини і допомагає розділяти доступ до неї між ядрами, кожне має власну кеш-пам'ять другого рівня об'ємом по 1 Мбайт. Розмір такого кристала, виконаного за 90-нм техпроцесом, досяг 206 кв. мм, а кількість транзисторів наближається до 230 мільйонів.

Для просунутих користувачів та ентузіастів компанія Intel пропонує процесори Pentium Extreme Edition, що відрізняються від Pentium D підтримкою технології HyperThreading (і розблокованим множником), завдяки чому вони визначаються операційною системою як чотири логічні процесори. Всі інші функції та технології обох процесорів повністю однакові. Серед них можна виділити підтримку 64-бітного набору команд EM64T (x86-64), технології енергозбереження EIST (Enhanced Intel SpeedStep), C1E (Enhanced Halt State) та TM2 (Thermal Monitor 2), а також функції захисту інформації NX-bit. Таким чином, чимала цінова різниця між процесорами Pentium D і Pentium EE є переважно штучною.

Що стосується сумісності, то процесори на ядрі Smithfield потенційно можуть бути встановлені в будь-яку материнську плату LGA775, аби вона відповідала вимогам Intel до модуля живлення плати.

Але перший млинець, як завжди, вийшов грудкою - у багатьох додатках (більшість з яких не оптимізовані під багатопоточність) двоядерні процесори Pentium D не тільки не перевершували одноядерні Prescott, що працюють на тій же тактовій частоті, але іноді і програвали їм. Очевидно, що проблема полягає у взаємодії ядер через процесорну шину Quad Pumped Bus (при розробці ядра Prescott не було передбачено масштабування його продуктивності шляхом збільшення кількості ядер).

Усунути недоліки першого покоління двоядерних процесорів Intel були покликані процесори на 65-нм ядрі Presler (два окремі ядра Cedar Mill, розміщені на одній підкладці), що з'явилися на початку цього року. Більш "тонкий" техпроцес дозволив зменшити площу ядер та їх енергоспоживання, а також підвищити тактові частоти. Двоядерні процесори на ядрі Presler отримали назву Pentium D з індексами 9хх. Якщо порівнювати процесори Pentium D 800-й та 900-й серій, то окрім відчутного зниження енергоспоживання нові процесори отримали подвоєння кеш-пам'яті другого рівня (по 2 Мбайт на ядро ​​замість 1 Мбайт) та підтримку перспективної технології віртуалізації Vanderpool (Intel Virology). Крім того, був випущений процесор Pentium Extreme Edition 955 з увімкненою технологією HyperThreading і працює на частоті системної шини 1066 МГц.

Офіційно процесори на ядрі Presler із частотою шини 1066 МГц сумісні лише з материнськими платами на чіпсетах серії i965 та i975X, тоді як 800-мегагерцеві Pentium D у більшості випадків запрацюють на всіх системних платах, що підтримують цю шину. Але, знову ж таки, постає питання про живлення цих процесорів: термопакет Pentium EE і Pentium D, за винятком молодшої моделі, становить 130 Вт, що майже на третину більше, ніж у Pentium 4. Згідно із заявами Intel, стабільна робота двоядерної системи можлива лише при використанні блоків живлення потужністю щонайменше 400 Вт.

Найбільш ефективними сучасними десктопними двоядерними процесорами Intel, безперечно, є Intel Core 2 Duo та Core 2 eXtreme (ядро Conroe). Їх архітектура розвиває базові принципи архітектури сімейства P6, проте, кількість важливих нововведень настільки велике, що можна говорити про нове, 8-м покоління процесорної архітектури (P8) компанії Intel. Незважаючи на нижчу тактову частоту, вони помітно перевершують процесори сімейства Р7 (NetBurst) за продуктивністю в переважній більшості застосувань - насамперед за рахунок збільшення числа операцій, що виконуються в кожному такті, а також за рахунок зниження втрат, зумовлених великою довжиною конвеєра P7.

Десктопні процесори лінійки Core 2 Duo випускаються у кількох варіантах:
- серія E4xxx – FSB 800 МГц, загальний для обох ядер L2-кеш 2 Мбайт;
- серія E6ххх – FSB 1066 МГц, розмір кешу 2 або 4 Мбайт;
- серія X6ххх (eXtreme Edition) – FSB 1066 МГц, розмір кешу 4 Мбайт.

Літерний шифр "E" позначає діапазон енергоспоживання від 55 до 75 ватів, "X" - вище 75 ватів. Core 2 eXtreme відрізняється від Core 2 Duo лише підвищеною тактовою частотою.

Всі процесори Conroe використовують добре відпрацьовану процесорну шину Quad Pumped Bus і роз'єм LGA775. Що, втім, зовсім не означає сумісності зі старими материнськими платами. Крім підтримки тактової частоти 1067 МГц, материнські плати нових процесорів повинні містити новий модуль регулювання напруги (VRM 11). Цим вимогам відповідають переважно оновлені версії материнських плат, виконаних на базі чіпсетів Intel 975 та 965 серій, а також NVIDIA nForce 5xx Intel Edition та ATI Xpress 3200 Intel Edition.

У найближчі два роки процесори Intel всіх класів (мобільні, десктопні та серверні) базуватимуться на архітектурі Intel Core, а основний розвиток йтиме у напрямку збільшення кількості ядер на кристалі та вдосконалення їх зовнішніх інтерфейсів. Зокрема, для ринку настільних ПК таким процесором стане Kentsfield – перший чотириядерний процесор Intel для сегменту високопродуктивних настільних ПК.

Двоядерні процесори AMD

У лінійці двоядерних процесорів AMD Athlon 64 X2 використовуються два ядра (Toledo і Manchester) всередині одного кристала, виготовлені по 90-нм техпроцесу з використанням технології SOI. Кожне з ядер Athlon 64 X2 має власний набір виконавчих пристроїв і виділену кеш-пам'ять другого рівня, контролер пам'яті та контролер шини HyperTransport у них загальні. Відмінності між ядрами – у розмірі кеша другого рівня: у Toledo кеш L2 має об'єм 1 Мбайт на кожне ядро, а у Manchester цей показник удвічі менший (по 512 Кбайт). Всі процесори мають кеш-пам'ять першого рівня 128 Кбайт, їхнє максимальне тепловиділення не перевищує 110 Вт. Ядро Toledo складається приблизно з 233,2 млн транзисторів і має площу близько 199 кв. мм. Площа ядра Manchester помітно менша – 147 кв. мм., кількість транзисторів становить 157 млн.

Двоядерні процесори Athlon64 X2 успадкували від Athlon64 підтримку технології енергозбереження Cool`n`Quiet, набір 64-бітових розширень AMD64, SSE – SSE3, функцію захисту інформації NX-bit.

На відміну від двоядерних процесорів Intel, що працюють тільки з пам'яттю DDR2, Athlon64 Х2 здатні працювати як з пам'яттю типу DDR400 (Socket 939), що забезпечує граничну пропускну здатність 6,4 Гбайт/с, так і з DDR2-800 (Socket AM2), пікова пропускна здатність якої складає 12,8 Гбайт/с.

На всіх сучасних материнських платах процесори Athlon64 X2 працюють без будь-яких проблем - на відміну від Intel Pentium D вони не пред'являють будь-яких специфічних вимог до дизайну модуля живлення материнської плати.

До останнього часу найбільш продуктивними серед десктопних процесорів вважалися AMD Athlon64 X2, проте з виходом Intel Core 2 Duo ситуація докорінно змінилася - останні стали безумовними лідерами, особливо в ігрових та мультимедійних застосуваннях. Крім того, нові процесори Intel мають знижене енергоспоживання та набагато ефективніші механізми керування живленням.

Такий стан справ компанію AMD не влаштував, і як хід у відповідь вона анонсувала випуск у середині 2007 року нового 4-ядерного процесора з покращеною мікроархітектурою, відомого під назвою K8L. Всі його ядра будуть мати роздільні L2-кеші по 512 Кбайт і один загальний кеш 3-го рівня розміром 2 Мбайта (у наступних версіях процесора L3-кеш може бути збільшений). Докладніше перспективна архітектура AMD K8L буде розглянута в одному з найближчих номерів нашого журналу.

Одне ядро ​​чи два?

Навіть побіжний погляд на сьогоднішній стан ринку десктопних процесорів свідчить про те, що епоха одноядерних процесорів поступово йде в минуле - обидва провідні світові виробники перейшли на випуск в основному мультиядерних процесорів. Однак програмне забезпечення, як це неодноразово траплялося і раніше, поки що відстає від рівня розвитку "заліза". Адже для того, щоб повністю задіяти можливості кілька процесорних ядер, програмне забезпечення має вміти "розбиватися" на кілька паралельних потоків, які обробляються одночасно. Тільки при такому підході з'являється можливість розподілити навантаження по всіх доступних обчислювальних ядрах, знижуючи час обчислень сильніше, ніж це можна зробити шляхом підвищення тактової частоти. Тоді як переважна більшість сучасних програм не здатні використовувати всі можливості, що надаються двоядерними або, тим більше, багатоядерними процесорами.

Які ж типи додатків користувача найбільш ефективно піддаються розпаралелювання, тобто без особливої ​​переробки коду програм дозволяють виділити кілька завдань (програмних потоків), здатних виконуватися паралельно і, таким чином, завантажити роботою відразу кілька процесорних ядер? Адже тільки такі додатки забезпечують якось помітне збільшення продуктивності від впровадження багатоядерних процесорів.

Найбільший виграш від мультипроцесорності отримують програми, що спочатку допускають природну паралелізацію обчислень з поділом даних, наприклад, пакети реалістичного комп'ютерного рендерингу - 3DMax і подібні до нього. Також можна очікувати гарного приросту продуктивності від багатопроцесорності в програмах кодування мультимедійних файлів (аудіо і відео) з одного формату в інший. Крім того, добре піддаються розпаралелювання завдання редагування двовимірних зображень у графічних редакторах на кшталт популярного Photoshop.

Недарма програми всіх перерахованих вище категорій широко використовуються в тестах, коли хочуть показати переваги віртуальної багатопроцесорності Hyper-Threading. А вже про реальну багатопроцесорність і говорити нема чого.

А от у сучасних тривимірних ігрових додатках якогось серйозного приросту швидкості від кількох процесорів не слід очікувати. Чому? Тому що типову комп'ютерну гру так просто не розпаралелити на два або більше процесів. Тому другий логічний процесор у кращому разі займатиметься виконанням лише допоміжних завдань, що не дасть ніякого приросту продуктивності. А розробка багатопоточної версії гри від початку досить складна і вимагає чималих трудовитрат - часом набагато більших, ніж створення однопоточної версії. Трудовитрати ці, до речі, можуть ще й не окупитися з економічного погляду. Адже виробники комп'ютерних ігор традиційно орієнтуються на найбільш масову частину користувачів і починають використовувати нові можливості комп'ютерного "заліза" лише у разі його поширення. Це добре помітно з прикладу використання розробниками ігор можливостей відеокарт. Наприклад, після того, як з'явилися нові відеочіпи з підтримкою шейдерних технологій, розробники ігор ще тривалий час ігнорували їх, орієнтуючись на можливості урізаних масових рішень. Так що навіть просунуті гравці, які купили "наворочені" відеокарти тих років, так і не дочекалися нормальних ігор, які використовують усі їхні можливості. Приблизно аналогічна ситуація із двоядерними процесорами спостерігається сьогодні. Сьогодні не так багато ігор, які до ладу задіяють навіть технологію HyperThreading, незважаючи на те, що вже не один рік на повну силу випускаються масові процесори з її підтримкою.

В офісних додатках ситуація не така однозначна. Насамперед, програми такого класу рідко працюють поодинці - набагато частіше зустрічається ситуація, коли на комп'ютері запущено кількох працюючих паралельно офісних додатків. Наприклад, користувач працює з текстовим редактором, і одночасно відбувається завантаження веб-сайту у браузер, а також у фоновому режимі здійснюється сканування на віруси. Очевидно, що кілька працюючих додатків дозволяють без особливих зусиль задіяти кілька процесорів і отримати приріст продуктивності. Тим більше, що всі версії Windows XP, включаючи Home Edition (який спочатку було відмовлено в підтримці мультиядерних процесорів), вже зараз здатні використовувати переваги двоядерних процесорів, розподіляючи програмні потоки між ними. Забезпечуючи цим високу ефективність виконання численних фонових програм.

Таким чином, можна очікувати деякого ефекту навіть від неоптимізованих офісних додатків, якщо вони запускаються паралельно, але чи варто такий приріст продуктивності суттєвого збільшення вартості двоядерного процесора, зрозуміти складно. Крім того, певним недоліком двоядерних процесорів (особливо це стосується процесорів Intel Pentium D) є те, що додатки, продуктивність яких обмежена не обчислювальною здатністю самого процесора, а швидкістю доступу до пам'яті, можуть не так сильно виграти від кількох ядер.

Висновок

Безсумнівно, що майбутнє безперечно за багатоядерними процесорами, проте сьогодні, коли більша частина існуючого програмного забезпечення не оптимізована під нові процесори, переваги їх не настільки очевидні, як намагаються показати виробники у своїх рекламних матеріалах. Так, трохи пізніше, коли відбудеться різке збільшення кількості додатків, що підтримують багатоядерні процесори (насамперед це стосується 3D-ігор, у яких CPU нового покоління допоможуть суттєво розвантажити графічну систему), придбання їх буде доцільним, але зараз... Давно відомо, що купівля процесорів "на виріст" - далеко не найефективніше вкладення коштів.

З іншого боку, прогрес стрімкий, а нормальної людини щорічна зміна комп'ютера - це, мабуть, перебір. Таким чином, усім власникам досить сучасних систем на базі одноядерних процесорів найближчим часом хвилюватися особливо не варто - ваші системи ще якийсь час будуть "на рівні", тоді як тим, хто збирається придбати новий комп'ютер, ми таки порекомендували б звернути свою увагу щодо відносно недорогі молодші моделі двоядерних процесорів.

Коли ви купуєте новий ноутбук або будуєте комп'ютер, процесор є найважливішим рішенням. Але там є багато жаргону, особливо щодо ядер. Який процесор вибрати: двоядерний, чотириядерний, шестиядерний чи восьмиядерний. Прочитайте статтю, щоб зрозуміти, що це насправді означає.

Двоядерний або чотириядерний, якомога простіше

Давайте зробимо все просто. Ось все, що вам потрібно знати:

• Існує лише один процесорний чіп. Цей чіп може мати одне, два, чотири, шість або вісім ядер.
• В даний час 18-ядерний процесор – це найкраще, що можна отримати на споживчих ПК.
• Кожне ядро ​​є частиною чіпа, який виконує обробку. По суті кожне ядро ​​є центральним процесором (CPU).

Швидкість

Тепер проста логіка диктує, що більше ядер зробить ваш процесор швидше загалом. Але це завжди так. Це трохи складніше.

Більше ядер дають більшу швидкість тільки якщо програма може поділити свої завдання між ядрами. Не всі програми призначені для розподілу завдань між ядрами. Докладніше про це пізніше.

Тактова частота кожного ядра є вирішальним чинником швидкості, як і архітектура. Новий двоядерний процесор з більш високою тактовою частотою часто перевершує старий чотириядерний процесор з нижчою тактовою частотою.

споживана потужність

Більше ядер також призводить до вищого споживання енергії процесором. Коли процесор увімкнено, він подає харчування на всі ядра, а не тільки на задіяні.

Виробники чіпів намагаються знизити енергоспоживання та зробити процесори більш енергоефективними. Але, загальне правило свідчить, що чотириядерний процесор буде споживати більше енергії з вашого ноутбука ніж двоядерний (і, отже, швидше розряджається акумулятор).

Виділення тепла

Кожне ядро ​​впливає на тепло, що генерується процесором. І знову ж таки, загальне правило, більше ядер призводить до вищої температури.

Через це додаткове тепло, виробники повинні додати кращі радіатори або інші рішення для охолодження.

Ціна

Більше ядер не завжди вище за ціну. Як ми вже говорили раніше, у гру вступають тактова частота, архітектурні версії та інші міркування.

Але якщо всі інші фактори однакові, тоді більше ядер отримуватиме вищу ціну.

Все про програмне забезпечення

Ось маленький секрет, що виробники процесорів не хочуть, щоб ви знали. Йдеться не про те, скільки ядер ви використовуєте, а про те, яке програмне забезпечення ви використовуєте на них.

Програми повинні бути спеціально розроблені, щоб використовувати переваги кількох процесорів. Таке «багатопотокове програмне забезпечення» не так поширене, як ви думаєте.

Навіть якщо це багатопотокова програма, також важливо те, для чого вона використовується. Наприклад, веб-браузер Google Chrome підтримує кілька процесів, а також програмне забезпечення для редагування відео Adobe Premier Pro.

Adobe Premier Pro пропонує різноманітні ядра для роботи над різними аспектами вашого редагування. Враховуючи багато шарів, пов'язаних із редагуванням відео, це має сенс, оскільки кожне ядро ​​може працювати над окремим завданням.

Аналогічно Google Chrome пропонує різним ядрам працювати на різних вкладках. Але в цьому й полягає проблема. Після того, як ви відкриєте веб-сторінку на вкладці, вона зазвичай статична після цього. Немає потреби у подальшій обробці; решта роботи полягає у збереженні сторінки в ОЗП. Це означає, що навіть якщо ядро ​​можна використовувати для закладки фону, в цьому немає потреби.

Цей приклад Google Chrome є ілюстрацією того, як навіть багатопотокове програмне забезпечення може не дати вам великий реальний приріст продуктивності.

Два ядра не подвоюють швидкість

Отже, припустимо, у вас є правильне програмне забезпечення, і все інше обладнання однаково. Чи буде чотириядерний процесор вдвічі швидше, ніж двоядерний процесор? Ні.

Збільшення ядер не торкається програмної проблеми масштабування. Масштабування до ядер - теоретична здатність будь-якого програмного забезпечення призначати правильні завдання на правильні ядра, тому кожне ядро ​​обчислює з оптимальною швидкістю. Це не те, що відбувається насправді.

Насправді завдання розбиваються послідовно (що робить більшість багатопотокових програм) чи випадковим чином. Наприклад, скажімо, вам потрібно виконати три завдання, щоб закінчити дію, і ви маєте п'ять таких дій. Програмне забезпечення повідомляє ядру 1 розв'язати задачу 1, у той час як ядро ​​2 вирішує другу, третю ядро ​​3; тим часом, ядро ​​4 простоює.

Якщо третє завдання є найскладнішим і найдовшим, тоді було б розумно, щоб програмне забезпечення розділило третє завдання між ядрами 3 і 4. Але це не те, що воно робить. Натомість, хоча ядро ​​1 і 2 виконають завдання швидше, дія повинна буде дочекатися завершення ядра 3, а потім обчислити результати ядер 1, 2 та 3 разом.

Все це манівець сказати, що програмне забезпечення, як і сьогодні, не оптимізовано, щоб повною мірою використовувати переваги декількох ядер. І подвоєння ядер не дорівнює подвоєнню швидкості.

Де більше ядер реально допоможуть?

Тепер, коли ви знаєте, що роблять ядра та їх обмеження у підвищенні продуктивності, ви повинні запитати себе: «Чи потрібно мені більше ядер?» Це залежить від того, що ви плануєте з ними робити.

Якщо ви часто граєте в комп'ютерні ігри, то більше ядер на вашому ПК безперечно вам знадобляться. Переважна більшість нових популярних ігор від великих студій підтримує багатопотокову архітектуру. Відеоігри, як і раніше, значною мірою залежать від того, яка відеокарта у вас стоїть, але багатоядерний процесор теж допомагає.

Для будь-якого професіонала, який працює з відео чи аудіопрограмами, більше ядер буде корисно. Більшість популярних аудіо- та відеомонтажних інструментів використовують багатопотокову обробку.

Фотошоп та дизайн

Якщо ви дизайнер, то вища тактова частота і більше кеш-пам'яті процесора будуть збільшуватися швидкість краще, ніж більше ядер. Навіть найпопулярніше програмне забезпечення для проектування, Adobe Photoshop, значною мірою підтримує однопотокові або трохи потокові процеси. Безліч ядер не буде значним стимулом для цього.

Швидший веб-перегляд

Як ми вже говорили, наявність більшої кількості ядер не означає швидший перегляд веб-сторінок. У той час як усі сучасні браузери підтримують архітектуру багатопроцесорних процесів, ядра допоможуть лише в тому випадку, якщо ваші фонові вкладки є сайтами, для яких потрібна велика обчислювальна потужність.

Офісні завдання

Всі основні програми Office однопотокові, тому чотириядерний процесор не збільшуватиме швидкість.

Чи потрібно вам більше ядер?

Загалом чотириядерний процесор працюватиме швидше, ніж двоядерний процесор для загальних обчислень. Кожна програма, яку ви відкриваєте, буде працювати на своєму власному ядрі, тому якщо завдання будуть розділені, швидкості будуть кращими. Якщо ви використовуєте багато програм одночасно, часто перемикайтеся між ними і призначаєте їм свої завдання, вибирайте процесор з великою кількістю ядер.

Просто знайте це:загальна продуктивність системи - це з областей, у якій дуже багато чинників. Не чекайте магічного підвищення продуктивності, замінивши лише один компонент, навіть такий як процесор.