واحد پردازش مرکزی چیست؟ تعداد هسته های پردازنده چه تاثیری دارد؟

گفتم چرا افزایش فرکانس پردازنده ها در چند گیگاهرتز متوقف شده است. حالا بیایید در مورد اینکه چرا توسعه تعداد هسته‌ها در پردازنده‌های کاربر نیز بسیار کند است صحبت کنیم: به عنوان مثال، اولین پردازنده دو هسته‌ای صادق (که در آن هر دو هسته در یک تراشه بودند) که بر اساس معماری x86 ساخته شده بود، قبلاً ظاهر شد. 2006، 12 سال پیش - این خط Intel Core Duo بود. و از آن زمان، پردازنده های 2 هسته ای عرصه را ترک نکرده اند، علاوه بر این، آنها به طور فعال در حال توسعه بوده اند: به عنوان مثال، همین روزها لپ تاپ لنوو با پردازنده ای ساخته شده بر روی آخرین (برای معماری x86) فناوری پردازش 10 نانومتری عرضه شد. . و بله، درست حدس زدید، این پردازنده دقیقاً 2 هسته دارد.

برای پردازنده‌های مصرف‌کننده، با عرضه خط AMD Phenom X6، تعداد هسته‌ها از سال 2010 به 6 هسته متوقف شده است - بله، AMD FX پردازنده‌های 8 هسته‌ای صادقانه نبود (4 APU وجود داشت)، و همچنین Ryzen 7 دو پردازنده است. بلوک های 4 هسته ای که در کنار هم روی یک کریستال قرار گرفته اند. و سپس، البته، این سوال مطرح می شود - چرا چنین است؟ از این گذشته، همان کارت‌های ویدئویی که اساساً «تک‌سر» (یعنی داشتن 1 شیدر) در سال‌های 1995-1996 هستند، توانسته‌اند تعدادشان را تا زمان کنونی به چند هزار افزایش دهند - به عنوان مثال، تعداد آنها به همین اندازه است. 5120 مورد از آنها در Nvidia Titan V! در همان زمان، در یک دوره بسیار طولانی تر از توسعه معماری x86، پردازنده های کاربر در 6 هسته صادقانه روی یک تراشه، و CPU برای رایانه های شخصی با کارایی بالا - در 18 متوقف شدند، یعنی چند مرتبه بزرگتر از کارت های ویدئویی چرا؟ در ادامه در این مورد صحبت خواهیم کرد.

معماری CPU

در ابتدا، تمام پردازنده‌های x86 اینتل بر اساس معماری CISC (محاسبات مجموعه دستورالعمل‌های پیچیده، پردازنده‌هایی با مجموعه کامل دستورالعمل‌ها) ساخته شدند - یعنی حداکثر تعداد دستورالعمل‌ها را برای همه موارد اجرا کردند. از یک طرف ، این عالی است: به عنوان مثال ، در دهه 90 ، CPU مسئول رندر کردن تصویر و حتی صدا بود (چنین هک زندگی وجود داشت - اگر بازی کند شود ، صدا را در آن خاموش کنید می تواند کمک کند). و حتی در حال حاضر پردازنده نوعی ترکیب است که می تواند همه کارها را انجام دهد - و این نیز یک مشکل است: موازی کردن یک کار تصادفی در چندین هسته یک کار بی اهمیت نیست. بیایید بگوییم که انجام آن با دو هسته آسان است: ما سیستم و تمام کارهای پس زمینه را روی یک هسته و فقط برنامه را روی هسته دیگر "آویزان" می کنیم. این همیشه جواب می دهد، اما افزایش عملکرد به دور از دو برابر خواهد بود، زیرا معمولاً فرآیندهای پس زمینه به منابع کمتری نسبت به کار سنگین فعلی نیاز دارند.

در سمت چپ نموداری از Nvidia GTX 980 Ti GPU است که 2816 هسته CUDA را در کنار هم نشان می دهد. در سمت راست عکسی از قالب پردازنده AMD Ryzen است که 4 هسته بزرگ را نشان می دهد.

و حالا تصور کنید که ما نه دو هسته، بلکه 4 یا حتی 8 هسته داریم. بله، موازی سازی در بایگانی و سایر محاسبات به خوبی کار می کند (به همین دلیل است که همان پردازنده های سرور می توانند چندین هسته داشته باشند). اما اگر وظیفه ای با یک نتیجه تصادفی داشته باشیم (که متأسفانه اکثریت آن) - فرض کنید، یک بازی چیست؟ از این گذشته ، در اینجا هر اقدام جدید کاملاً به بازیکن بستگی دارد ، بنابراین "پراکنده کردن" چنین باری روی چندین هسته کار آسانی نیست ، به همین دلیل است که توسعه دهندگان اغلب "به صورت دستی" آنچه را که هسته ها انجام می دهند تجویز می کنند: به عنوان مثال ، فقط می توان پردازش اقدامات هوش مصنوعی را اشغال کرده است، دیگری فقط مسئول صدای فراگیر و غیره است. بارگذاری حتی یک پردازنده 8 هسته ای به این شکل تقریبا غیرممکن است که در عمل شاهد آن هستیم.

با کارت های ویدئویی، همه چیز ساده تر است: GPU، در واقع، در محاسبات و فقط آنها مشغول است، و تعداد انواع محاسبات محدود و کم است. بنابراین، اولاً می توان هسته های محاسباتی خود را (انویدیا آنها را CUDA می نامد) دقیقاً برای کارهای ضروری بهینه سازی کرد و ثانیاً از آنجایی که همه وظایف ممکن شناخته شده است، روند موازی سازی آنها مشکلی ایجاد نمی کند. و ثالثاً کنترل توسط شیدرهای منفرد نیست، بلکه توسط ماژول های محاسباتی که شامل 64-192 شیدر هستند، بنابراین تعداد زیاد شیدرها مشکلی ندارد.

مصرف انرژی

یکی از دلایل امتناع از ادامه مسابقه فرکانس افزایش شدید مصرف برق است. همانطور که قبلاً در مقاله کاهش رشد فرکانس CPU توضیح دادم، اتلاف گرمای پردازنده متناسب با مکعب فرکانس است. به عبارت دیگر، اگر در فرکانس 2 گیگاهرتز، پردازنده 100 وات گرما ساطع کند، که در اصل، می‌توان آن را به راحتی با کولر هوا حذف کرد، در فرکانس 4 گیگاهرتز از قبل 800 وات خواهد بود که در بهترین حالت می‌توان آن را تغییر داد. با یک محفظه تبخیر نیتروژن مایع (اگرچه در اینجا باید در نظر گرفت که فرمول هنوز تقریبی است و پردازنده نه تنها هسته های محاسباتی دارد، بلکه می توان با کمک آن ترتیب اعداد را نیز بدست آورد).

بنابراین، رشد وسعت یک راه عالی برای خروج بود: بنابراین، به طور کلی، یک پردازنده دو هسته ای 2 گیگاهرتز 200 وات مصرف می کند، اما یک پردازنده تک هسته ای 3 گیگاهرتز تقریباً 340 وات مصرف می کند، یعنی افزایش در اتلاف گرما. بیش از 50 درصد، در حالی که در کارهای با بهینه سازی خوب برای چند رشته ای، یک CPU دو هسته ای با فرکانس پایین همچنان سریعتر از یک پردازنده تک هسته ای با فرکانس بالا خواهد بود.

نمونه ای از محفظه بخار نیتروژن مایع برای خنک کردن CPU های بسیار اورکلاک شده.

به نظر می رسد که این یک معدن طلا است که به سرعت یک پردازنده 10 هسته ای با فرکانس 1 گیگاهرتز تولید می کند که تنها 25٪ گرمای بیشتری نسبت به یک پردازنده تک هسته ای با 2 گیگاهرتز تولید می کند (اگر یک پردازنده 2 گیگاهرتزی 100 وات تولید کند. از گرما، سپس 1 گیگاهرتز فقط 12.5 وات است، 10 هسته - حدود 125 وات). اما در اینجا ما به سرعت به این واقعیت برخورد می کنیم که همه وظایف به خوبی موازی نیستند، بنابراین در عمل اغلب معلوم می شود که یک CPU تک هسته ای بسیار ارزان تر با فرکانس 2 گیگاهرتز به طور قابل توجهی سریع تر از یک پردازنده 10 هسته ای بسیار گران تر است. با 1 گیگاهرتز اما هنوز هم چنین پردازنده هایی وجود دارد - در بخش سرور ، جایی که هیچ مشکلی در موازی سازی وظایف وجود ندارد و یک CPU 40-60 هسته ای با فرکانس 1.5 گیگاهرتز اغلب چندین برابر سریع تر از پردازنده های 8-10 هسته ای با فرکانس است. زیر 4 گیگاهرتز، در حالی که مقدار قابل مقایسه ای گرما را تخصیص می دهد.

بنابراین، سازندگان CPU باید اطمینان حاصل کنند که عملکرد تک رشته ای با رشد هسته ها آسیب نمی بیند، و با در نظر گرفتن این واقعیت که حد اتلاف گرما در یک رایانه شخصی خانگی معمولی برای مدت طولانی "دسترسی" شده است (حدود 60 -100 وات) - راه هایی برای افزایش تعداد هسته ها با عملکرد تک هسته ای یکسان و اتلاف حرارت یکسان، تنها دو گزینه وجود دارد: یا بهینه سازی معماری پردازنده، افزایش عملکرد آن در هر ساعت، یا کاهش فرآیند فنی اما، افسوس، هر دو با سرعت بیشتری پیش می‌روند: برای بیش از 30 سال وجود پردازنده‌های x86، تقریباً همه چیزهایی که می‌توان «صیقل‌کردن» را انجام داد قبلاً «پال‌شده» بوده است، بنابراین این افزایش در بهترین حالت 5 درصد در هر نسل است و کاهش می‌یابد. فرآیند فنی به دلیل مشکلات اساسی ایجاد ترانزیستورهای با عملکرد صحیح به طور فزاینده ای دشوار می شود (با ابعاد ده نانومتر، اثرات کوانتومی در حال حاضر شروع به تأثیر می کنند، ساخت یک لیزر مناسب دشوار است و غیره) - بنابراین، افسوس که در حال تبدیل شدن است. افزایش تعداد هسته ها به طور فزاینده ای دشوار است.

اندازه کریستال

اگر به مساحت تراشه های پردازنده در 15 سال پیش نگاه کنیم، خواهیم دید که این مساحت فقط حدود 100-150 میلی متر مربع است. حدود 5-7 سال پیش تراشه ها به 300-400 میلی متر مربع "رشد" کردند و ... این روند عملا متوقف شد. چرا؟ این ساده است - اولاً، تولید کریستال های غول پیکر بسیار دشوار است، که به شدت میزان رد و در نتیجه هزینه نهایی CPU را افزایش می دهد.

ثانیا، شکنندگی افزایش می یابد: یک کریستال بزرگ می تواند به راحتی شکافته شود، علاوه بر این، لبه های مختلف آن می توانند به طور متفاوتی گرم شوند، که دوباره می تواند باعث آسیب فیزیکی آن شود.

مقایسه کریستال های Intel Pentium 3 و Core i9.

و ثالثاً، سرعت نور نیز محدودیت خاص خود را ایجاد می کند: بله، اگرچه بزرگ است، اما بی نهایت نیست و با کریستال های بزرگ این می تواند تاخیر ایجاد کند یا حتی کار پردازنده را غیرممکن کند.

در نتیجه، حداکثر اندازه یک کریستال در حدود 500 میلی متر مربع متوقف شده است، و بعید است که دیگر رشد کند - بنابراین، برای افزایش تعداد هسته ها، لازم است اندازه آنها کاهش یابد. به نظر می رسد که همان Nvidia یا AMD توانسته اند این کار را انجام دهند و پردازنده های گرافیکی آنها هزاران شیدر دارند. اما در اینجا باید درک کرد که سایه بان ها هسته های تمام عیار نیستند - به عنوان مثال ، آنها حافظه پنهان خود را ندارند ، بلکه فقط یک حافظه مشترک دارند ، به علاوه "تیز کردن" برای کارهای خاص باعث می شود تا همه چیز اضافی را "بیرون بیندازید" آنها، که دوباره بر اندازه آنها تأثیر گذاشت. و CPU نه تنها دارای هسته های کامل با حافظه پنهان خود است، بلکه اغلب گرافیک ها و کنترلرهای مختلف روی یک تراشه قرار دارند - بنابراین در پایان، دوباره، تقریباً تنها راه برای افزایش تعداد هسته ها با همان اندازه تراشه است. همه یکسان بهینه سازی و کاهش یکسان در روند فنی هستند، اما، همانطور که قبلاً نوشتم، آنها به کندی پیش می روند.

بهینه سازی کار

بیایید تصور کنیم که ما یک تیم از افراد داریم که وظایف مختلفی را انجام می دهند که برخی از آنها نیاز به کار چند نفر به طور همزمان دارند. اگر دو نفر در آن حضور داشته باشند، می توانند به توافق برسند و به طور موثر کار کنند. چهار در حال حاضر دشوارتر است، اما کار نیز بسیار موثر خواهد بود. اگر 10 یا حتی 20 نفر باشند چه؟ در اینجا، برخی از وسایل ارتباطی بین آنها از قبل مورد نیاز است، در غیر این صورت هنگامی که شخصی مشغول کاری نیست، "تحریف" در کار ایجاد می شود. در پردازنده های اینتل، چنین وسیله ارتباطی یک گذرگاه حلقه ای است که همه هسته ها را به هم متصل می کند و به آنها امکان تبادل اطلاعات با یکدیگر را می دهد.

اما حتی این نیز کمکی نمی کند: به عنوان مثال، در فرکانس های یکسان، پردازنده های 10 هسته ای و 18 هسته ای اینتل از نسل Skylake-X تنها 25-30٪ از نظر عملکرد متفاوت هستند، اگرچه از نظر تئوری باید به همان اندازه باشند. 80 درصد دلیل آن فقط در اتوبوس است - مهم نیست چقدر خوب است، باز هم تاخیر و خرابی وجود خواهد داشت، و هر چه تعداد هسته ها بیشتر باشد، وضعیت بدتر خواهد شد. اما چرا چنین مشکلاتی در کارت های ویدئویی وجود ندارد؟ ساده است - اگر بتوان هسته های پردازنده را توسط افرادی تصور کرد که می توانند وظایف مختلفی را انجام دهند، واحدهای محاسباتی کارت های ویدئویی بیشتر شبیه ربات های روی نوار نقاله هستند که فقط می توانند دستورالعمل های خاصی را اجرا کنند. در واقع، آنها نیازی به "مذاکره" ندارند - بنابراین، با افزایش تعداد آنها، راندمان کندتر کاهش می یابد: به عنوان مثال، تفاوت CUDA بین 1080 (2560 قطعه) و 1080 Ti (3584 قطعه) 40 است. ٪، در عمل حدود 25-35٪ است، سپس تلفات به طور قابل توجهی کمتر است.

هرچه تعداد هسته‌ها بیشتر باشد، بدتر با هم کار می‌کنند و با افزایش تعداد هسته‌ها، عملکرد آنها به صفر می‌رسد.

بنابراین، هیچ نکته خاصی در افزایش تعداد هسته ها وجود ندارد - رشد هر هسته جدید کمتر و کمتر خواهد شد. علاوه بر این، حل این مشکل بسیار دشوار است - شما باید یک اتوبوس ایجاد کنید که به شما امکان می دهد داده ها را بین هر دو هسته با همان تاخیر منتقل کنید. در این مورد، توپولوژی ستاره به بهترین وجه مناسب است - زمانی که تمام هسته ها باید به یک هاب متصل شوند، اما در واقع هیچ کس هنوز چنین پیاده سازی را انجام نداده است.

بنابراین در نهایت، همانطور که می بینیم، افزایش فرکانس و افزایش تعداد هسته ها کار نسبتاً دشواری است و بازی اغلب ارزش شمع را ندارد. و در آینده نزدیک، بعید است که چیزی به طور جدی تغییر کند، زیرا هنوز چیزی بهتر از کریستال های سیلیکون اختراع نشده است.

یک مشکل محدودیت ساعت ناخوشایند پیدا کردم. با رسیدن به آستانه 3 گیگاهرتز، توسعه دهندگان با افزایش قابل توجهی در مصرف برق و اتلاف حرارت محصولات خود مواجه می شوند. سطح فناوری در سال 2004 اجازه نمی دهد تا اندازه ترانزیستورها در یک کریستال سیلیکونی به میزان قابل توجهی کاهش یابد و راه برون رفت از این وضعیت تلاشی برای افزایش فرکانس نیست، بلکه افزایش تعداد عملیات انجام شده در هر چرخه بود. با استفاده از تجربه پلتفرم های سرور، جایی که طرح چند پردازنده قبلاً آزمایش شده بود، تصمیم گرفته شد که دو پردازنده را در یک تراشه ترکیب کنیم.

از آن زمان زمان زیادی می گذرد، CPU هایی با دو، سه، چهار، شش و حتی هشت هسته در دسترسی گسترده ظاهر شدند. اما سهم اصلی بازار همچنان در اختیار مدل های 2 و 4 هسته ای است. AMD در تلاش است تا وضعیت را تغییر دهد، اما معماری بولدوزر آن‌ها انتظارات را برآورده نکرده است و هشت هسته‌های مقرون به صرفه هنوز در جهان محبوبیت زیادی ندارند. بنابراین سوالکدام بهتر است: پردازنده 2 یا 4 هسته ای، همچنان مرتبط است.

تفاوت بین پردازنده 2 و 4 هسته ای

در سطح سخت افزارتفاوت اصلی بین پردازنده 2 هسته ای و 4 هسته ایتعداد بلوک های عملکردی است. هر هسته در واقع یک CPU جداگانه است که به گره های محاسباتی خود مجهز است. 2 یا 4 CPU از این قبیل توسط یک گذرگاه پرسرعت داخلی و یک کنترلر حافظه مشترک برای تعامل با RAM به هم متصل می شوند. سایر گره های عملکردی نیز می توانند به اشتراک گذاشته شوند: در اکثر CPU های مدرن، حافظه کش سطوح اول (L1) و دوم (L2)، بلوک های محاسبات اعداد صحیح و عملیات ممیز شناور فردی هستند. حافظه نهان L3 که نسبتاً بزرگ است، تک است و برای همه هسته ها در دسترس است. به طور جداگانه، می توانیم به AMD FX قبلاً ذکر شده (و همچنین پردازنده های Athlon و APU های سری A) اشاره کنیم: آنها نه تنها حافظه کش و کنترلر، بلکه واحدهای ممیز شناور را نیز به اشتراک می گذارند: هر یک از این ماژول ها به طور همزمان به دو هسته تعلق دارند.

شماتیک چهار هسته ای AMD Athlon

از دید کاربرتفاوت سی پی یو 2 و 4 هسته ایتعداد وظایفی است که CPU می تواند در یک سیکل ساعت پردازش کند. با همین معماری، اختلاف نظری به ترتیب 2 برابر برای 2 و 4 هسته یا 4 برابر برای 2 و 8 هسته خواهد بود. بنابراین، با عملکرد همزمان چندین فرآیند، افزایش تعداد باید منجر به افزایش سرعت سیستم شود. از این گذشته، به جای 2 عملیات، یک CPU چهار هسته ای می تواند چهار عملیات را در یک زمان انجام دهد.

چرا CPU های دو هسته ای محبوب هستند؟

به نظر می رسد که اگر افزایش تعداد هسته ها مستلزم افزایش عملکرد باشد، در پس زمینه مدل های چهار، شش یا هشت هسته ای، پردازنده های دو هسته ای هیچ شانسی ندارند. با این حال، اینتل، رهبر جهانی بازار پردازنده‌های مرکزی، سالانه طیف محصولات خود را به‌روزرسانی می‌کند و مدل‌های جدیدی را تنها با چند هسته (Core i3، Celeron، Pentium) عرضه می‌کند. و این در شرایطی است که حتی در گوشی های هوشمند و تبلت ها نیز کاربران با بی اعتمادی یا تحقیر به چنین پردازنده هایی نگاه می کنند. برای درک اینکه چرا محبوب ترین مدل ها پردازنده هایی با دو هسته هستند، باید چندین عامل اصلی را در نظر گرفت.

Intel Core i3 - محبوب ترین پردازنده های 2 هسته ای برای رایانه های شخصی خانگی

مشکل سازگاری. هنگام ایجاد نرم‌افزار، توسعه‌دهندگان تلاش می‌کنند تا هم روی رایانه‌های جدید و هم بر روی مدل‌های موجود CPU و GPU کار کند. با توجه به تنوع موجود در بازار، اطمینان از اجرای روان بازی بر روی دو هسته و هشت هسته مهم است. اکثر رایانه های شخصی موجود در خانه مجهز به یک پردازنده دو هسته ای هستند، بنابراین پشتیبانی از چنین رایانه هایی بیشترین توجه را دارد.

پیچیدگی موازی سازی وظایف. برای اطمینان از استفاده کارآمد از تمام هسته ها، محاسبات انجام شده در طول برنامه باید به رشته های مساوی تقسیم شوند. به عنوان مثال، کاری که می تواند از تمام هسته ها با اختصاص یک یا دو پردازش به هر یک از آنها به طور بهینه استفاده کند، فشرده سازی همزمان چندین ویدیو است. با بازی ها دشوارتر است، زیرا تمام عملیات انجام شده در آنها به هم مرتبط هستند. با وجود این واقعیت که پردازنده گرافیکی کارت گرافیک کار اصلی را انجام می دهد، این CPU است که اطلاعات را برای تشکیل یک تصویر سه بعدی آماده می کند. ایجاد آن به گونه ای که هر هسته بخشی از داده های خود را پردازش کند، و سپس آن را به طور همزمان با سایرین به GPU تغذیه کند، بسیار دشوار است. هر چه رشته های محاسباتی همزمان بیشتری پردازش شوند، اجرای کار سخت تر می شود.

تداوم فناوری ها. توسعه دهندگان نرم افزار از پیشرفت های موجود برای پروژه های جدید خود استفاده می کنند که در معرض نوسازی مکرر قرار دارند. در برخی موارد، به این واقعیت می رسد که چنین فناوری هایی به مدت 10-15 سال ریشه در گذشته دارند. توسعه مبتنی بر یک پروژه ده ساله با اکراه، اگر به طور کامل برای بهینه سازی کامل دوباره مهندسی نشود. در نتیجه، نرم افزار در استفاده منطقی از قابلیت های سخت افزاری رایانه شخصی ناتوان است. S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat که در سال 2009 (در دوران شکوفایی پردازنده‌های چند هسته‌ای) منتشر شد، بر روی یک موتور 2001 ساخته شده است، بنابراین نمی‌تواند بیش از یک هسته را بارگیری کند.

S.T.A.L.K.E.R. به طور کامل تنها از یک هسته یک CPU 4 هسته ای استفاده می کند

وضعیت در مورد محبوب آنلاین RPG World of Tanks نیز یکسان است: موتور دنیای بزرگ که بر اساس آن ساخته شده است در سال 2005 ایجاد شد، زمانی که CPU های چند هسته ای هنوز به عنوان تنها راه ممکن برای توسعه درک نمی شدند.

World of Tanks همچنین نمی داند که چگونه بار را روی هسته ها به طور مساوی توزیع کند

مشکلات مالی. پیامد این مشکل همان نکته قبل است. اگر هر برنامه را از ابتدا و بدون استفاده از فن آوری های موجود ایجاد کنید، اجرای آن هزینه های هنگفتی خواهد داشت. به عنوان مثال، هزینه توسعه GTA V بیش از 200 میلیون دلار بود. در عین حال ، برخی از فناوری ها هنوز "از ابتدا" ایجاد نشده اند ، اما از پروژه های قبلی قرض گرفته شده اند ، زیرا بازی برای 5 سیستم عامل به طور همزمان (سونی PS3 ، PS4 ، Xbox 360 و One و همچنین PC) نوشته شده است.

GTA V برای چند هسته ای بهینه شده است و می تواند پردازنده را به طور مساوی بارگیری کند

همه این تفاوت های ظریف اجازه نمی دهد تا به طور کامل از پتانسیل پردازنده های چند هسته ای در عمل استفاده شود. وابستگی متقابل سازندگان سخت افزار و توسعه دهندگان نرم افزار یک دور باطل ایجاد می کند.

کدام پردازنده بهتر است: 2 یا 4 هسته ای

بدیهی است که با همه مزیت ها، پتانسیل پردازنده های چند هسته ای هنوز تا انتها محقق نشده باقی می ماند. برخی از کارها اصلا نمی دانند که چگونه بار را به طور مساوی توزیع کنند و در یک رشته کار کنند، برخی دیگر این کار را با کارایی متوسط ​​انجام می دهند و تنها بخش کوچکی از نرم افزار به طور کامل با همه هسته ها تعامل دارد. بنابراین سوالکدام پردازنده بهتر است، 2 یا 4 هسته ای، خرید، نیاز به بررسی دقیق وضعیت فعلی دارد.

محصولات دو سازنده در بازار وجود دارد: اینتل و AMD که در ویژگی های پیاده سازی متفاوت هستند. دستگاه‌های میکرو پیشرفته به طور سنتی بر چند هسته‌ها تأکید می‌کنند، در حالی که اینتل تنها در صورتی تمایلی به برداشتن این مرحله و افزایش تعداد هسته‌ها ندارد که منجر به کاهش عملکرد خاص در هر هسته نشود (که اجتناب از آن بسیار دشوار است).

افزایش تعداد هسته ها باعث کاهش عملکرد کلی هر یک از آنها می شود.

به عنوان یک قاعده، عملکرد کلی نظری و عملی یک CPU چند هسته ای کمتر از یک پردازنده مشابه (ساخته شده بر روی همان ریزمعماری، با همان پردازنده فنی) با یک هسته است. دلیل این امر این است که هسته ها از منابع مشترک استفاده می کنند و این بهترین تأثیر را بر عملکرد ندارد. بنابراین، نمی‌توانید یک پردازنده قدرتمند چهار هسته‌ای یا شش هسته‌ای را با این انتظار بخرید که قطعا ضعیف‌تر از یک پردازنده دو هسته‌ای از همان سری نخواهد بود. در برخی شرایط، علاوه بر این، به طور ملموس خواهد بود. یک مثال اجرای بازی‌های قدیمی روی رایانه‌ای با پردازنده هشت هسته‌ای AMD FX است: FPS گاهی کمتر از رایانه‌های شخصی مشابه است، اما با یک پردازنده چهار هسته‌ای.

امروزه به چند هسته نیاز است

آیا این بدان معناست که هسته های زیادی مورد نیاز نیست؟ با وجود این واقعیت که نتیجه گیری منطقی به نظر می رسد - نه. کارهای روزمره سبک (مانند گشت و گذار در وب یا کار با چندین برنامه به طور همزمان) به افزایش تعداد هسته های پردازنده پاسخ مثبت می دهند. به همین دلیل است که سازندگان گوشی های هوشمند بر روی کمیت تمرکز می کنند و عملکرد خاص را در پس زمینه پایین می آورند. اپرا (و سایر مرورگرهای مبتنی بر موتور کرومیوم)، فایرفاکس هر برگه باز را به عنوان یک فرآیند جداگانه راه اندازی می کند، به ترتیب، هرچه تعداد هسته ها بیشتر باشد، انتقال بین برگه ها سریعتر است. مدیران فایل، برنامه‌های آفیس، بازیکنان به خودی خود نیاز به منابع زیادی ندارند. اما اگر نیاز به جابجایی مکرر بین آنها دارید، یک پردازنده چند هسته ای عملکرد سیستم را بهبود می بخشد.

مرورگر اپرا یک فرآیند جداگانه به هر تب اختصاص می دهد

اینتل از این موضوع آگاه است، زیرا فناوری HuperThreading، که به هسته اجازه می دهد تا با استفاده از منابع استفاده نشده، رشته دوم را پردازش کند، در روزهای پنتیوم 4 ظاهر شد. اما به طور کامل کمبود عملکرد را جبران نمی کند.

CPU 2 هسته ای با Huper Threading به صورت 4 هسته ای در Task Manager نشان داده می شود

در همین حال، سازندگان بازی به تدریج در حال جبران هستند. ظهور نسل های جدید کنسول های سونی پلی استیشن و مایکروسافت ایکس باکس، توسعه دهندگان را به توجه بیشتر به چند هسته ای ترغیب کرده است. هر دو کنسول مبتنی بر تراشه‌های هشت هسته‌ای AMD هستند، بنابراین در حال حاضر برنامه‌نویسان مجبور نیستند هنگام پورت یک بازی به رایانه شخصی، تلاش زیادی برای بهینه‌سازی صرف کنند. با افزایش محبوبیت این کنسول ها، کسانی که از خرید AMD FX 8xxx ناامید شده بودند، می توانستند نفس راحتی بکشند. همانطور که از بررسی ها می توان دید، پردازنده های چند هسته ای به طور فعال در حال کسب موقعیت های بازار هستند.

پردازنده در تلفن همراه ویژگی ها و معنای آنها

صنعت گوشی های هوشمند هر روز در حال پیشرفت است و در نتیجه، کاربران روز به روز گجت های جدید، مدرن و قدرتمند بیشتری دریافت می کنند. همه سازندگان گوشی های هوشمند در تلاش هستند تا خلاقیت خود را خاص و غیر قابل جایگزین کنند. بنابراین امروزه توجه زیادی به توسعه و تولید پردازنده برای گوشی های هوشمند می شود.

مطمئناً بسیاری از طرفداران «تلفن های هوشمند» بارها پرسیده اند که پردازنده چیست و چه وظایفی دارد؟ و همچنین، البته، خریداران علاقه مند هستند که همه این اعداد و حروف در نام تراشه به چه معنی است.
بیایید نگاهی به مفهوم بیاندازیم پردازنده تلفن هوشمند.

پردازنده در گوشی های هوشمند- این پیچیده ترین قسمت است و تمام محاسبات انجام شده توسط دستگاه را بر عهده دارد. در واقع، این اشتباه است که بگوییم گوشی های هوشمند از پردازنده استفاده می کنند، زیرا پردازنده ها به این ترتیب در دستگاه های تلفن همراه استفاده نمی شوند. پردازنده، همراه با سایر اجزا، یک SoC (سیستم روی یک تراشه - یک سیستم روی یک تراشه) را تشکیل می دهد، به این معنی که یک کامپیوتر کامل با یک پردازنده، یک شتاب دهنده گرافیکی و سایر اجزا بر روی یک تراشه قرار دارد.

وقتی صحبت از پردازنده به میان می آید، ابتدا باید با مفهومی مانند "معماری پردازنده". گوشی های هوشمند مدرن از پردازنده هایی بر اساس معماری ARM استفاده می کنند که توسط شرکت محدود ARM به همین نام در حال توسعه است. می توان گفت که معماری مجموعه خاصی از ویژگی ها و کیفیت های ذاتی در یک خانواده کامل از پردازنده ها است. شرکت های تراشه کوالکام، انویدیا، سامسونگ، مدیاتک، اپل و دیگران مجوز این فناوری را از ARM می دهند و سپس تراشه های نهایی را به سازندگان گوشی های هوشمند می فروشند یا از آنها در دستگاه های خود استفاده می کنند. تراشه سازان هسته ها، مجموعه دستورالعمل ها و فناوری های مرتبط را از ARM مجوز می دهند. ARM Limited پردازنده تولید نمی کند، بلکه تنها مجوز فناوری های خود را به دیگر سازندگان می دهد.

حال بیایید به مفاهیمی مانند هسته و سرعت ساعت نگاه کنیم، که همیشه در بررسی ها و مقالات در مورد گوشی های هوشمند و تلفن ها در مورد پردازنده یافت می شوند.

هسته

بیایید با این سوال شروع کنیم که هسته چیست؟ هسته- این عنصری از تراشه است که عملکرد، مصرف انرژی و سرعت کلاک پردازنده را تعیین می کند. اغلب ما با مفهوم پردازنده دو هسته ای یا چهار هسته ای مواجه می شویم. بیایید بفهمیم این به چه معناست.

دو هسته ای در مقابل چهار هسته ای - تفاوت چیست؟

اغلب، خریداران فکر می کنند که یک پردازنده دو هسته ای دو برابر یک پردازنده تک هسته ای و یک پردازنده چهار هسته ای به ترتیب چهار برابر قدرتمندتر است. و حالا ما حقیقت را به شما خواهیم گفت. کاملاً منطقی به نظر می رسد که انتقال از یک هسته به دو و از دو به چهار باعث افزایش عملکرد شود، اما در واقع به ندرت پیش می آید که این قدرت دو یا چهار برابر افزایش یابد. افزایش تعداد هسته ها به شما امکان می دهد با توزیع مجدد فرآیندهای در حال اجرا سرعت دستگاه را افزایش دهید. اما اکثر برنامه های مدرن تک رشته ای هستند و بنابراین فقط می توانند از یک یا دو هسته در یک زمان استفاده کنند. این سوال به طور طبیعی مطرح می شود، پس چرا یک پردازنده چهار هسته ای؟ چند هسته ای عمدتا توسط بازی های پیشرفته و برنامه های ویرایش چند رسانه ای استفاده می شود. این بدان معناست که اگر برای انجام بازی (بازی‌های سه بعدی) یا فیلم‌برداری Full HD به گوشی هوشمند نیاز دارید، باید دستگاهی با پردازنده چهار هسته‌ای خریداری کنید. اگر خود برنامه از چند هسته ای پشتیبانی نمی کند و به منابع زیادی نیاز ندارد، هسته های استفاده نشده به طور خودکار غیرفعال می شوند تا در مصرف باتری صرفه جویی شود. اغلب، برای بی تکلف ترین کارها، از هسته همراه پنجم استفاده می شود، به عنوان مثال، برای کارکردن دستگاه در حالت خواب یا هنگام بررسی نامه.

اگر برای برقراری ارتباط، گشت و گذار در اینترنت، چک کردن ایمیل یا به روز بودن آخرین اخبار به یک گوشی هوشمند معمولی نیاز دارید، یک پردازنده دو هسته ای نیز مناسب شما خواهد بود. و چرا پرداخت بیشتر؟ از این گذشته، تعداد هسته ها مستقیماً بر قیمت دستگاه تأثیر می گذارد.

فرکانس ساعت

مفهوم بعدی که باید با آن آشنا شویم فرکانس ساعت است. سرعت کلاک یکی از مشخصه های پردازنده است که نشان می دهد پردازنده در واحد زمان (یک ثانیه) قادر به پردازش چند چرخه است. به عنوان مثال، اگر ویژگی های دستگاه نشان می دهد فرکانس 1.7 گیگاهرتز - این بدان معنی است که در 1 ثانیه پردازنده آن 1,700,000,000 (1 میلیارد و 700 میلیون) چرخه را انجام می دهد..

بسته به عملکرد و همچنین نوع تراشه، تعداد چرخه هایی که برای اجرای یک وظیفه توسط تراشه صرف می شود ممکن است متفاوت باشد. هرچه فرکانس ساعت بیشتر باشد، سرعت کار بیشتر می شود. این تفاوت به ویژه هنگام مقایسه هسته های یکسان که در فرکانس های مختلف کار می کنند احساس می شود.

گاهی اوقات شرکت سازنده برای کاهش مصرف انرژی، سرعت ساعت را محدود می کند، زیرا هر چه سرعت پردازنده بیشتر باشد، انرژی بیشتری مصرف می کند.

و دوباره به چند هسته ای برمی گردیم. افزایش فرکانس ساعت (MHz, GHz) می تواند تولید گرما را افزایش دهد که برای کاربران گوشی های هوشمند بسیار نامطلوب و حتی مضر است. بنابراین، فناوری چند هسته ای نیز به عنوان یکی از راه های افزایش عملکرد گوشی هوشمند بدون گرم کردن آن در جیب شما مورد استفاده قرار می گیرد.

با اجازه دادن به برنامه‌ها برای اجرای همزمان روی چندین هسته، کارایی افزایش می‌یابد، اما یک شرط وجود دارد: برنامه‌ها باید از آخرین نسل باشند. این ویژگی باعث صرفه جویی در مصرف باتری نیز می شود.

حافظه نهان پردازنده

یکی دیگر از ویژگی های مهم پردازنده که فروشندگان گوشی های هوشمند اغلب در مورد آن سکوت می کنند، این است حافظه نهان پردازنده.

حافظه پنهان- این حافظه ای است که برای ذخیره سازی موقت داده ها طراحی شده و در فرکانس پردازنده کار می کند. حافظه نهان برای کاهش زمان دسترسی پردازنده به کاهش RAM استفاده می شود. کپی هایی از بخشی از داده های RAM را ذخیره می کند. زمان دسترسی به دلیل اینکه بیشتر داده های مورد نیاز پردازنده در حافظه نهان قرار دارد کاهش می یابد و تعداد دسترسی ها به حافظه اصلی کاهش می یابد. هرچه حافظه نهان بزرگتر باشد، داده های مورد نیاز برنامه می تواند بیشتر باشد.، هرچه کمتر دسترسی به RAM رخ دهد و عملکرد کلی سیستم بالاتر خواهد بود.

حافظه نهان مخصوصاً در سیستم های مدرن، جایی که شکاف بین سرعت پردازنده و سرعت RAM بسیار زیاد است، مهم است. البته این سوال پیش می آید که چرا نمی خواهند به این ویژگی اشاره کنند؟ همه چیز بسیار ساده است. بیایید یک مثال بزنیم. فرض کنید دو پردازنده معروف (مشروط A و B) با تعداد هسته و سرعت کلاک دقیقا یکسان وجود دارد، اما به دلایلی A بسیار سریعتر از B کار می کند. توضیح این موضوع بسیار ساده است: پردازنده A دارای یک پردازنده بزرگتر است. حافظه پنهان، بنابراین، پردازنده سریعتر کار می کند.

به خصوص تفاوت در حجم کش بین گوشی های چینی و برند احساس می شود. به نظر می رسد با توجه به تعداد ویژگی ها، همه چیز یکسان به نظر می رسد، اما قیمت دستگاه ها متفاوت است. و اینجاست که خریداران تصمیم می‌گیرند با این فکر که «اگر تفاوتی وجود ندارد، پول بیشتری بپردازند؟» پس‌انداز کنند؟ اما، همانطور که می بینید، یک تفاوت بسیار مهم وجود دارد، فقط فروشندگان اغلب در مورد آن سکوت می کنند و گوشی های چینی را با قیمت های متورم می فروشند.

در سال‌های اولیه هزاره جدید، زمانی که فرکانس‌های CPU سرانجام از مرز 1 گیگاهرتز عبور کردند، برخی از شرکت‌ها (نباید انگشت خود را به سمت اینتل نشانه‌ایم) پیش‌بینی کردند که معماری جدید NetBurst می‌تواند در آینده به سرعت‌هایی در حدود 10 گیگاهرتز برسد. علاقه مندان انتظار یک دوره جدید را داشتند که در آن سرعت کلاک CPU مانند قارچ پس از باران رشد کند. به عملکرد بیشتری نیاز دارید؟ فقط به پردازنده ای با سرعت کلاک بالاتر ارتقا دهید.

سیب نیوتن با صدای بلند بر سر رویاپردازانی افتاد که مگاهرتز را ساده ترین راه برای ادامه افزایش عملکرد رایانه شخصی می دانستند. محدودیت های فیزیکی از افزایش تصاعدی سرعت ساعت بدون افزایش متناظر در اتلاف گرما جلوگیری کرد و سایر مشکلات مرتبط با فن آوری های تولید نیز شروع به ظهور کردند. در واقع، در سال های اخیر، سریع ترین پردازنده ها در فرکانس های 3 تا 4 گیگاهرتز کار می کنند.

البته، وقتی مردم مایل به پرداخت پول برای آن هستند، نمی توان پیشرفت را متوقف کرد - تعداد کمی از کاربران هستند که حاضرند مبلغ قابل توجهی را برای یک رایانه قدرتمندتر بپردازند. بنابراین، مهندسان شروع به جستجوی راه‌های دیگری برای افزایش کارایی کردند، به‌ویژه با افزایش کارایی اجرای دستورالعمل‌ها، و نه صرفاً تکیه بر سرعت ساعت. موازی سازی نیز راه حلی بود - اگر نمی توانید یک CPU را سریعتر بسازید، پس چرا یک پردازنده دوم از این قبیل را برای افزایش منابع محاسباتی اضافه نکنید؟

پنتیوم EE 840 اولین CPU دو هسته ای است که وارد بازار خرده فروشی می شود.

مشکل اصلی همزمانی این است که نرم‌افزار باید به‌طور خاص نوشته شود تا بار را در رشته‌های مختلف پخش کند - به این معنی که شما فوراً در ازای پول خود ضربه‌ای دریافت نمی‌کنید، اما فرکانس آن را دریافت می‌کند. در سال 2005، زمانی که اولین پردازنده های دو هسته ای عرضه شدند، عملکرد قابل توجهی را افزایش ندادند، زیرا رایانه های شخصی رومیزی از مقدار زیادی نرم افزار استفاده می کردند که از آنها پشتیبانی می کرد. در واقع، اکثر CPU های دو هسته ای در اکثر وظایف کندتر از CPU های تک هسته ای بودند، زیرا CPU های تک هسته ای با سرعت کلاک بالاتری کار می کردند.

با این حال، چهار سال گذشت و خیلی چیزها تغییر کرده است. بسیاری از توسعه دهندگان نرم افزار محصولات خود را برای استفاده از چندین هسته بهینه کرده اند. امروزه یافتن پردازنده‌های تک هسته‌ای در حال حاضر سخت‌تر است و پردازنده‌های دو، سه و چهار هسته‌ای کاملاً رایج در نظر گرفته می‌شوند.

اما این سوال پیش می‌آید: واقعاً به چند هسته CPU نیاز دارید؟ آیا یک پردازنده سه هسته ای برای بازی کافی است یا بهتر است هزینه اضافی پرداخت کنید و یک تراشه چهار هسته ای بگیرید؟ آیا یک پردازنده دو هسته ای برای یک کاربر معمولی کافی است یا هسته های بیشتر واقعاً تفاوتی ایجاد می کند؟ کدام برنامه‌ها برای چندین هسته بهینه‌سازی شده‌اند، و کدام یک تنها به تغییرات در مشخصات مانند فرکانس یا اندازه حافظه پنهان پاسخ می‌دهند؟

فکر می‌کردیم زمان خوبی است تا برنامه‌های بسته به‌روزرسانی شده را آزمایش کنیم (اگرچه به‌روزرسانی هنوز کامل نشده است) روی پیکربندی‌های تک، دوگانه، سه‌گانه و چهار هسته‌ای تا ببینیم پردازنده‌های چند هسته‌ای در سال 2009 چقدر ارزشمند شده‌اند.

برای اینکه تست‌ها منصفانه باشند، ما یک پردازنده چهار هسته‌ای را انتخاب کردیم - یک Intel Core 2 Quad Q6600 با فرکانس 2.7 گیگاهرتز. پس از اجرای تست‌ها بر روی سیستم، یکی از هسته‌ها را غیرفعال کردیم، راه‌اندازی مجدد کردیم و تست‌ها را تکرار کردیم. ما هسته‌ها را به‌طور متوالی غیرفعال کردیم و برای تعداد متفاوتی از هسته‌های فعال (از یک تا چهار) نتیجه گرفتیم، در حالی که پردازنده و فرکانس آن تغییر نکرد.

غیرفعال کردن هسته های CPU در ویندوز بسیار آسان است. اگر می خواهید بدانید که چگونه این کار را انجام دهید، سپس "msconfig" را در پنجره "Start Search" ویندوز ویستا تایپ کنید و "Enter" را فشار دهید. با این کار ابزار System Configuration باز می شود.

در آن، به تب "Boot" بروید و کلید "گزینه های پیشرفته" را فشار دهید.

با این کار پنجره BOOT Advanced Options ظاهر می شود. چک باکس «تعداد پردازنده ها» را انتخاب کنید و تعداد هسته های پردازنده فعال در سیستم را مشخص کنید. همه چیز بسیار ساده است.

پس از تایید، برنامه از شما می خواهد که راه اندازی مجدد کنید. پس از راه اندازی مجدد، در "Windows Task Manager" (Task Manager) می توانید تعداد هسته های فعال را مشاهده کنید. تماس "Task Manager" با فشار دادن Crtl+Shift+Esc انجام می شود.

تب "عملکرد" ​​را در "مدیر وظایف" انتخاب کنید. در آن می توانید نمودارهای بار برای هر پردازنده / هسته (چه یک پردازنده / هسته جداگانه باشد یا یک پردازنده مجازی، همانطور که در مورد Core i7 با پشتیبانی فعال Hyper-Threading دریافت می کنیم) را در "CPU / CPU Usage" مشاهده کنید. تاریخچه" آیتم. دو نمودار به معنای دو هسته فعال، سه به معنای سه هسته فعال و غیره است.

اکنون که با روش شناسی تست های ما آشنا شدید، بیایید به بررسی دقیق پیکربندی رایانه آزمایشی و برنامه ها بپردازیم.

پیکربندی تست

تست ها و تنظیمات

نتایج آزمون

بیایید با نتایج آزمایش‌های مصنوعی شروع کنیم، تا بعداً بتوانیم میزان مطابقت آنها با آزمایش‌های واقعی را ارزیابی کنیم. مهم است که به یاد داشته باشید که آزمایش‌های مصنوعی برای آینده نوشته شده‌اند، بنابراین باید نسبت به برنامه‌های واقعی به تغییرات در تعداد هسته‌ها پاسخگوتر باشند.

ما با معیار بازی های مصنوعی 3DMark Vantage شروع می کنیم. ما اجرای "Entry" را انتخاب کردیم که 3DMark با کمترین وضوح موجود اجرا می شود، به طوری که عملکرد CPU تأثیر بیشتری بر نتیجه دارد.

رشد تقریبا خطی بسیار جالب است. بیشترین افزایش در هنگام جابجایی از یک هسته به دو مشاهده می شود، اما حتی در این صورت نیز می توان مقیاس پذیری را به طور قابل توجهی ردیابی کرد. و حالا بیایید به تست PCMark Vantage برویم که برای نمایش عملکرد کلی سیستم طراحی شده است.

نتایج PCMark نشان می‌دهد که کاربر نهایی از افزایش تعداد هسته‌های CPU تا سه بهره می‌برد، در حالی که هسته چهارم، برعکس، کمی عملکرد را کاهش می‌دهد. بیایید ببینیم این نتیجه با چه چیزی مرتبط است.

در تست زیرسیستم حافظه، ما دوباره بیشترین افزایش عملکرد را هنگام انتقال از یک هسته CPU به دو هسته مشاهده می کنیم.

به نظر می رسد تست عملکرد بیشترین تأثیر را بر امتیاز کلی PCMark داشته باشد، زیرا در این مورد، افزایش عملکرد به سه هسته ختم می شود. بیایید ببینیم که آیا نتایج یک آزمایش مصنوعی دیگر SiSoft Sandra مشابه است یا خیر.

ما با تست های حسابی و چند رسانه ای SiSoft Sandra شروع می کنیم.

تست‌های مصنوعی افزایش عملکرد نسبتاً خطی را هنگام انتقال از یک هسته CPU به چهار هسته نشان می‌دهند. این تست به طور خاص برای استفاده موثر از چهار هسته نوشته شده است، اما ما شک داریم که برنامه های واقعی پیشرفت خطی مشابهی را تجربه کنند.

تست حافظه Sandra همچنین نشان می دهد که سه هسته پهنای باند حافظه بیشتری را در عملیات iSSE2 بافر اعداد صحیح می دهد.

بعد از تست های مصنوعی، وقت آن است که ببینیم در تست های کاربردی چه چیزی به دست می آوریم.

رمزگذاری صدا به طور سنتی بخشی بوده است که در آن برنامه ها از چندین هسته بهره چندانی نبرده اند یا توسط توسعه دهندگان بهینه سازی نشده اند. در زیر نتایج Lame و iTunes آمده است.

Lame هنگام استفاده از چندین هسته مزیت چندانی نشان نمی دهد. جالب اینجاست که ما شاهد افزایش عملکرد جزئی با تعداد هسته‌های زوج هستیم که نسبتاً عجیب است. با این حال، تفاوت کوچک است، بنابراین ممکن است به سادگی در حاشیه خطا باشد.

در مورد iTunes، پس از فعال کردن دو هسته شاهد افزایش عملکرد کمی هستیم، اما هسته های بیشتر هیچ کاری انجام نمی دهند.

به نظر می رسد که نه Lame و نه iTunes برای چندین هسته CPU برای رمزگذاری صدا بهینه نشده اند. از سوی دیگر، تا آنجا که ما می دانیم، برنامه های رمزگذاری ویدئو اغلب برای چندین هسته به دلیل ماهیت ذاتی موازی آنها بسیار بهینه شده اند. بیایید نگاهی به نتایج رمزگذاری ویدیو بیندازیم.

ما تست های رمزگذاری ویدیوی خود را با مرجع MainConcept شروع می کنیم.

توجه داشته باشید که افزایش تعداد هسته‌ها چقدر بر نتیجه تأثیر می‌گذارد: زمان رمزگذاری از نه دقیقه در یک پردازنده تک هسته‌ای Core 2 با فرکانس 2.7 گیگاهرتز به تنها دو دقیقه و 30 ثانیه در زمانی که هر چهار هسته فعال هستند کاهش می‌یابد. کاملاً واضح است که اگر اغلب ویدیو را رمزگذاری می کنید ، بهتر است پردازنده ای با چهار هسته بگیرید.

آیا مزایای مشابهی در تست های TMPGEnc خواهیم داشت؟

در اینجا می توانید تأثیر روی نتیجه رمزگذار را مشاهده کنید. اگر رمزگذار DivX برای چندین هسته CPU بسیار بهینه شده باشد، Xvid چنین مزیت قابل توجهی را نشان نمی دهد. با این حال، حتی Xvid هنگام انتقال از یک هسته به دو هسته، 25٪ کاهش در زمان رمزگذاری می دهد.

بیایید تست های گرافیکی را با Adobe Photoshop شروع کنیم.

همانطور که می بینید، نسخه CS3 متوجه اضافه شدن هسته ها نمی شود. نتیجه عجیبی برای چنین برنامه محبوبی است، اگرچه ما اعتراف می کنیم که از آخرین نسخه فتوشاپ CS4 استفاده نکرده ایم. نتایج CS3 هنوز الهام بخش نیست.

بیایید نگاهی به نتایج رندر سه بعدی در Autodesk 3ds Max بیاندازیم.

کاملاً واضح است که Autodesk 3ds Max عاشق هسته های اضافی است. این ویژگی در 3ds Max حتی زمانی که در محیط DOS در حال اجرا بود وجود داشت، زیرا اجرای وظیفه رندر سه بعدی به قدری طول کشید که توزیع آن بر روی چندین کامپیوتر در شبکه ضروری بود. باز هم برای چنین برنامه هایی، استفاده از پردازنده های چهار هسته ای بسیار مطلوب است.

تست اسکن آنتی ویروس بسیار نزدیک به شرایط واقعی است زیرا تقریباً همه از آنتی ویروس استفاده می کنند.

آنتی ویروس AVG عملکرد فوق العاده ای را هنگام افزایش هسته های CPU نشان می دهد. در طول اسکن آنتی ویروس، عملکرد رایانه می تواند به طور چشمگیری کاهش یابد و نتایج به وضوح نشان می دهد که چندین هسته زمان اسکن را به طور قابل توجهی کاهش می دهند.

WinZip و WinRAR عملکرد قابل توجهی را در چندین هسته نشان نمی دهند. WinRAR افزایش عملکرد را در دو هسته نشان می دهد، اما نه بیشتر. دیدن عملکرد نسخه 3.90 که به تازگی منتشر شده است، جالب خواهد بود.

در سال 2005، زمانی که دسکتاپ‌های دو هسته‌ای شروع به ظاهر شدن کردند، به سادگی هیچ بازی‌ای وجود نداشت که عملکرد خود را هنگام انتقال از پردازنده‌های تک هسته‌ای به پردازنده‌های چند هسته‌ای نشان دهد. اما زمانه تغییر کرده است. چگونه چندین هسته CPU بر بازی های مدرن تأثیر می گذارد؟ بیایید چند بازی محبوب اجرا کنیم و ببینیم. ما تست های بازی را با وضوح پایین 1024x768 و با سطوح پایین جزئیات گرافیکی انجام دادیم تا تاثیر کارت گرافیک را به حداقل برسانیم و مشخص کنیم که چه مقدار از داده های بازی به عملکرد CPU می رسد.

بیایید با Crysis شروع کنیم. ما همه گزینه‌ها را به حداقل کاهش داده‌ایم به جز جزئیات شی، که روی «بالا» و Physics را روی «بسیار زیاد» تنظیم کرده‌ایم. در نتیجه، عملکرد بازی باید بیشتر به CPU بستگی داشته باشد.

Crysis وابستگی چشمگیری به تعداد هسته‌های CPU نشان داد که بسیار شگفت‌آور است، زیرا فکر می‌کردیم که نسبت به عملکرد کارت گرافیک پاسخگوتر است. در هر صورت، می توانید ببینید که در Crysis، CPU های تک هسته ای نسبت به چهار هسته، نیمی از نرخ فریم را ارائه می دهند (البته، به یاد داشته باشید که اگر بازی بیشتر به عملکرد کارت گرافیک بستگی دارد، پس انتشار نتایج با یک متفاوت است. تعداد هسته های CPU کمتر خواهد بود). همچنین جالب است بدانید که Crysis فقط می تواند از سه هسته استفاده کند، زیرا اضافه کردن چهارمین تفاوت محسوسی ایجاد نمی کند.

اما می دانیم که Crysis از محاسبات فیزیک استفاده جدی می کند، بنابراین بیایید ببینیم در یک بازی با فیزیک نه چندان پیشرفته وضعیت چگونه خواهد بود. مثلا در Left 4 Dead.

جالب اینجاست که بازی Left 4 Dead نتیجه مشابهی را نشان می‌دهد، اگرچه سهم شیر از افزایش عملکرد پس از اضافه شدن هسته دوم به دست می‌آید. افزایش کمی در انتقال به سه هسته وجود دارد، اما هسته چهارم برای این بازی مورد نیاز نیست. یک روند جالب بیایید ببینیم که چگونه برای استراتژی زمان واقعی World in Conflict معمول خواهد بود.

نتایج دوباره مشابه هستند، اما ما یک ویژگی شگفت‌انگیز را می‌بینیم - سه هسته CPU عملکرد کمی بهتر از چهار هسته دارند. این تفاوت نزدیک به حاشیه خطا است، اما این دوباره تایید می کند که هسته چهارم در بازی ها استفاده نمی شود.

زمان نتیجه گیری فرا رسیده است. از آنجایی که ما داده های زیادی دریافت کردیم، بیایید با محاسبه میانگین سود عملکرد، وضعیت را ساده کنیم.

اول، می خواهم بگویم که نتایج آزمایش های مصنوعی هنگام مقایسه استفاده از چندین هسته با برنامه های واقعی بسیار خوش بینانه است. افزایش عملکرد تست های مصنوعی هنگام حرکت از یک هسته به چندین هسته تقریباً خطی به نظر می رسد، هر هسته جدید 50٪ عملکرد را اضافه می کند.

در برنامه های کاربردی، شاهد پیشرفت واقعی تری هستیم - حدود 35 درصد افزایش نسبت به هسته دوم CPU، 15 درصد افزایش نسبت به سومین و 32 درصد افزایش نسبت به هسته چهارم. عجیب است که وقتی هسته سوم را اضافه می کنیم، فقط نیمی از مزیت هسته چهارم را به دست می آوریم.

با این حال، در برنامه های کاربردی، بهتر است به برنامه های فردی نگاه کنید، نه به نتیجه کلی. در واقع، برنامه‌های رمزگذاری صدا، برای مثال، اصلاً از افزایش تعداد هسته‌ها سود نمی‌برند. از سوی دیگر، برنامه‌های رمزگذاری ویدیو از هسته‌های CPU بیشتری بهره می‌برند، اگرچه این کاملاً به رمزگذار مورد استفاده بستگی دارد. در مورد رندر سه بعدی 3ds Max، می بینیم که برای محیط های چند هسته ای بسیار بهینه شده است و برنامه های ویرایش عکس دو بعدی مانند فتوشاپ به تعداد هسته ها پاسخ نمی دهند. آنتی ویروس AVG افزایش قابل توجهی در عملکرد در چندین هسته نشان داد و در ابزارهای فشرده سازی فایل این افزایش چندان زیاد نیست.

در مورد بازی‌ها، هنگام انتقال از یک هسته به دو، عملکرد 60 درصد افزایش می‌یابد و پس از افزودن هسته سوم به سیستم، 25 درصد سرب دیگر به دست می‌آوریم. هسته چهارم در بازی هایی که ما انتخاب کرده ایم مزیتی را ارائه نمی دهد. البته اگر بازی‌های بیشتری را می‌گرفتیم، شرایط می‌توانست تغییر کند، اما در هر صورت، پردازنده‌های سه هسته‌ای Phenom II X3 انتخاب بسیار جذاب و ارزانی برای یک گیمر به نظر می‌رسند. توجه به این نکته مهم است که با افزایش وضوح تصویر و افزودن جزئیات بصری، تفاوت به دلیل تعداد هسته ها کمتر خواهد شد زیرا کارت گرافیک عامل تعیین کننده در نرخ فریم می شود.

چهار هسته.

با تمام آنچه گفته شد و انجام شد، می توان چند نتیجه گرفت. به طور کلی، برای بهره مندی از راه اندازی CPU چند هسته ای، نیازی نیست که هیچ نوع کاربر حرفه ای باشید. وضعیت نسبت به چهار سال پیش به طور قابل توجهی تغییر کرده است. البته این تفاوت در نگاه اول چندان قابل توجه به نظر نمی رسد، اما جالب است بدانید که در چند سال اخیر چقدر اپلیکیشن ها برای چند رشته بهینه سازی شده اند، به خصوص برنامه هایی که می توانند عملکرد قابل توجهی را از این بهینه سازی افزایش دهند. در واقع، می‌توان گفت که امروزه توصیه کردن پردازنده‌های تک هسته‌ای (اگر هنوز هم می‌توانید آن‌ها را پیدا کنید) منطقی نیست، به جز راه‌حل‌های کم مصرف.

علاوه بر این، برنامه‌هایی وجود دارند که کاربران برای خرید پردازنده‌هایی با بیشترین تعداد هسته‌های ممکن تشویق می‌شوند. در میان آنها، ما به رمزگذاری ویدیو، رندر سه بعدی و برنامه های کاری بهینه شده، از جمله نرم افزار آنتی ویروس اشاره می کنیم. برای گیمرها، روزهایی که یک پردازنده تک هسته ای با کارت گرافیک قدرتمند کافی بود، گذشته است.

تعداد هسته ها در پردازنده مرکزی تا حد زیادی بر عملکرد کلی سیستم به خصوص در حالت چند وظیفه ای تأثیر می گذارد. می توانید تعداد آنها را هم با استفاده از نرم افزار شخص ثالث و هم با روش های استاندارد ویندوز پیدا کنید.

اکثر پردازنده ها در حال حاضر 2-4 هسته ای هستند، اما مدل های گران قیمتی برای رایانه های بازی و مراکز داده با 6 و حتی 8 هسته وجود دارد. پیش از این، زمانی که پردازنده مرکزی فقط یک هسته داشت، تمام عملکرد در فرکانس بود و کار با چندین برنامه به طور همزمان می توانست سیستم عامل را کاملاً "آویز" کند.

با استفاده از راه حل های ساخته شده در خود ویندوز یا برنامه های شخص ثالث می توانید تعداد هسته ها را تعیین کنید و همچنین به کیفیت کار آنها نگاه کنید (در این مقاله به محبوب ترین آنها خواهیم پرداخت).

روش 1: AIDA64

یک برنامه محبوب برای نظارت بر عملکرد کامپیوتر و انجام تست های مختلف است. نرم افزار پولی است، اما یک دوره آزمایشی وجود دارد که برای اطلاع از تعداد هسته های CPU کافی است. رابط AIDA64 به طور کامل به روسی ترجمه شده است.

دستورالعمل شبیه به این است:

روش 2: CPU-Z

- یک برنامه رایگان که به شما امکان می دهد تمام اطلاعات اولیه در مورد اجزای رایانه را دریافت کنید. این رابط کاربری ساده دارد که به روسی ترجمه شده است.

برای اطلاع از تعداد هسته های این نرم افزار کافیست آن را اجرا کنید. در پنجره اصلی، مورد را در پایین، در سمت راست پیدا کنید هسته ها. در مقابل آن تعداد هسته ها نوشته خواهد شد.

روش 3: Task Manager

این روش فقط برای کاربران ویندوز 8، 8.1 و 10 مناسب است، مراحل زیر را دنبال کنید تا از این طریق تعداد هسته ها را بدانید:

روش 4: مدیر دستگاه

این روش برای تمامی نسخه های ویندوز مناسب است. هنگام استفاده از آن، باید به خاطر داشته باشید که برای برخی از پردازنده های اینتل، اطلاعات ممکن است نادرست نمایش داده شوند. واقعیت این است که CPUهای اینتل از فناوری Hyper-threading استفاده می کنند که یک هسته پردازنده را به چندین رشته تقسیم می کند و در نتیجه عملکرد را افزایش می دهد. اما در عین حال "مدیریت دستگاه"می تواند رشته های مختلف را در یک هسته به عنوان چندین هسته جداگانه ببیند.

راهنمای گام به گام به شکل زیر است:

تشخیص تعداد هسته های پردازنده مرکزی به تنهایی کار دشواری نیست. همچنین می‌توانید فقط به مشخصات موجود در مستندات رایانه / لپ‌تاپ خود نگاه کنید، اگر آن را در دست دارید. یا اگر می دانید مدل پردازنده را «گوگل» کنید.