Skip to main content

Základy CPU: Vysvetľujú sa viaceré procesory, jadrá a hypertextové vlákna

Základy CPU: Vysvetľujú sa viaceré procesory, jadrá a hypertextové vlákna

Geoffrey Carr

Centrálna procesorová jednotka (CPU) vo vašom počítači pracuje v podstate s výpočtovými programami. Moderné CPU však ponúkajú funkcie, ako sú viacnásobné jadrá a hypertextové závitovanie. Niektoré počítače dokonca používajú viac procesorov. Sme tu, aby sme pomohli vyriešiť všetko.

Rýchlosť hodín pre CPU bola pri porovnávaní výkonu dostatočná. Veci už nie sú tak jednoduché. CPU, ktorý ponúka viacnásobné jadrá alebo hypertextové závitovanie, môže mať podstatne lepšie výsledky ako procesor s jedným jadrom s rovnakou rýchlosťou, ktorý nepredstavuje hyper-závitovanie. A počítače s viacerými CPU môžu mať ešte väčšiu výhodu. Všetky tieto funkcie sú navrhnuté tak, aby umožnili počítačom jednoduchšie spúšťať viacero procesov naraz - zvýšiť výkon pri multitaskingu alebo pod nárokmi výkonných aplikácií, ako sú video kódovače a moderné hry. Pozrime sa teda na každú z týchto funkcií a na to, čo pre vás znamenajú.

Hyper-Threading

Hyper-threading bol prvý pokus spoločnosti Intel priviesť paralelné výpočty do spotrebiteľských počítačov. Debutoval na stolných procesoroch s procesorom Pentium 4 HT v roku 2002. Pentium 4 z dňa predstavoval len jedno jadro CPU, takže mohol skutočne vykonávať len jednu úlohu súčasne - aj keď dokázal rýchlo prepínať medzi úlohami že to vyzeralo ako multitasking. Hyper-threading sa pokúsil vyriešiť to.

Jedno fyzické jadro procesora s hyper-závitmi sa javí ako dva logické CPU pre operačný systém. CPU je stále jediný CPU, takže je to trochu podvodník. Zatiaľ čo operačný systém vidí dva CPU pre každé jadro, skutočný hardvér CPU má pre každú jadro jedinú sadu prostriedkov na vykonanie. CPU predstiera, že má viac jadier ako ona a používa vlastnú logiku na urýchlenie vykonávania programu. Inými slovami, operačný systém je podvedený do videnia dvoch CPU pre každé skutočné jadro CPU.

Hyper-threading umožňuje dvoch logických procesorových jadier zdieľať fyzické výkonné zdroje. To môže trochu zrýchliť veci - ak je jeden virtuálny procesor zastavený a čaká, druhý virtuálny procesor si môže požičať svoje prostriedky na vykonanie. Hyper-závitovanie môže pomôcť zrýchliť váš systém hore, ale je to takmer tak dobré, ako majú skutočné ďalšie jadrá.

Našťastie, hyper-threading je teraz "bonusom". Zatiaľ čo pôvodné spotrebiteľské procesory s hyper-závitmi mali jediné jadro, ktoré sa maskovalo ako viacnásobné jadrá, moderné procesory Intel teraz majú ako viacnásobné jadrá, tak technológiu hyper-závitovania. Dvojjadrový procesor s hyper-závitmi sa objaví ako štyri jadrá pre váš operačný systém, zatiaľ čo váš štvorjadrový procesor s hyper-závitmi sa javí ako osem jadier. Hyper-závit nie je náhradou za ďalšie jadrá, ale dvojjadrový procesor s hyper-závitmi by mal fungovať lepšie ako dvojjadrový procesor bez hyper-závitovania.

Viacnásobné jadrá

CPU mali pôvodne jediné jadro. To znamenalo, že fyzický procesor mal na sebe jedinú centrálnu procesorovú jednotku. Na zvýšenie výkonu výrobcovia pridávajú ďalšie "jadrá" alebo centrálne procesory. Dvojjadrový procesor má dve centrálne procesorové jednotky, takže sa zdá, že operačný systém je dva procesory. Napríklad CPU s dvoma jadrami by mohol spustiť dva rôzne procesy súčasne. To urýchľuje váš systém, pretože váš počítač môže robiť viacero vecí naraz.

Na rozdiel od hyper-závitov, tu nie sú žiadne triky - dvojjadrový procesor doslova má na CPU čipu dve centrálne procesorové jednotky. Štvorjadrový procesor má štyri centrálne procesorové jednotky, oktajadrový procesor má osem centrálnych procesorov a tak ďalej.

To pomáha dramaticky zvýšiť výkon pri zachovaní menšej fyzickej jednotky CPU tak, aby zapadol do jednej zásuvky. Stačí iba jedna zásuvka CPU s jednou jednotkou CPU vloženou do nej - nie štyri rôzne zásuvky CPU so štyrmi rôznymi CPU, z ktorých každý potrebuje vlastnú energiu, chladenie a iný hardvér. Je to menej latencie, pretože jadrá môžu komunikovať rýchlejšie, pretože sú všetci na rovnakom čipu.

Správca úloh systému Windows to ukazuje dosť dobre. Tu napríklad uvidíte, že tento systém má jeden skutočný procesor (socket) a štyri jadrá. Hyperthreading robí z každého jadra do operačného systému dva procesory, takže zobrazuje 8 logických procesorov.

Viac procesorov

Väčšina počítačov má iba jeden procesor. Tento jediný CPU môže mať viacnásobnú jadro alebo technológiu s hyper závitom - ale stále je len jedna fyzická jednotka procesora vložená do jednej zásuvky CPU na základnej doske.

Predtým, než sa objavili procesory s viacerými jadrami a viacjadrovými procesormi, ľudia sa pokúsili pridať ďalšie výpočtové výkony do počítačov pridaním ďalších procesorov. To si vyžaduje základnú dosku s viacerými zásuvkami CPU. Základná doska tiež potrebuje ďalší hardvér na pripojenie týchto zásuviek CPU k RAM a iným zdrojom. V takomto nastavení je veľa réžie. Existuje dodatočná latencia, ak procesory potrebujú navzájom komunikovať, systémy s viacerými procesormi spotrebúvajú viac energie a základná doska potrebuje viac zásuviek a hardvéru.

Systémy s viacerými CPU nie sú dnes bežné medzi domácimi osobnými počítačmi. Dokonca aj vysoko výkonná herná plocha s viacerými grafickými kartami má vo všeobecnosti iba jeden procesor. Nájdete niekoľko systémov CPU medzi superpočítačmi, servermi a podobnými high-end systémami, ktoré potrebujú toľko, koľko dokáže získať.


Čím viac procesorov alebo jadier má počítač, tým viac to môže urobiť naraz, čo pomáha zlepšiť výkonnosť väčšiny úloh. Väčšina počítačov má teraz procesory s viacerými jadrami - čo je najúčinnejšia možnosť, o ktorej sme diskutovali. Dokonca nájdete procesory s viacerými jadrami na moderných smartfónoch a tabletoch. Procesory Intel majú aj hyper-rezanie, čo je trochu bonus. Niektoré počítače, ktoré potrebujú veľké množstvo výkonu CPU, môžu mať viac procesorov, ale je to oveľa menej efektívne, ako to znie.

Link
Plus
Send
Send
Pin