Protsessorlarda yadrolar qanday yaratiladi. Bir yadroli yoki ikki yadroli

Yangi noutbuk sotib olayotganda yoki kompyuter qurayotganda protsessor eng muhim qaror hisoblanadi. Ammo jargon juda ko'p, ayniqsa yadrolar haqida. Qaysi protsessorni tanlash kerak: ikki yadroli, to'rt yadroli, olti yadroli yoki sakkiz yadroli. Bu nimani anglatishini tushunish uchun maqolani o'qing.

Ikki yadroli yoki to'rt yadroli, iloji boricha sodda

Keling, buni oddiy qilaylik. Bu erda bilishingiz kerak bo'lgan hamma narsa:

• Faqat bitta protsessor chipi mavjud. Ushbu chip bitta, ikki, to'rt, olti yoki sakkiz yadroga ega bo'lishi mumkin.
• Hozirgi vaqtda 18 yadroli protsessor iste'molchi shaxsiy kompyuterlarida olishingiz mumkin bo'lgan eng yaxshisidir.
• Har bir "yadro" chipning qayta ishlashni amalga oshiradigan qismidir. Aslida, har bir yadro markaziy protsessor (CPU) hisoblanadi.

Tezlik

Endi oddiy mantiq shuni ko'rsatadiki, ko'proq yadrolar protsessoringizni umuman tezroq qiladi. Lekin har doim ham shunday emas. Bu biroz murakkabroq.

Agar dastur o'z vazifalarini yadrolar orasida taqsimlay olsa, ko'proq yadrolar ko'proq tezlikni beradi. Hamma dasturlar vazifalarni yadrolar o'rtasida taqsimlash uchun mo'ljallanmagan. Bu haqda keyinroq.

Har bir yadroning soat tezligi ham arxitektura kabi tezlikda hal qiluvchi omil hisoblanadi. Yuqori soat tezligiga ega bo'lgan yangi ikki yadroli protsessor ko'pincha soat tezligi pastroq bo'lgan eski to'rt yadroli protsessordan ustun turadi.

Quvvat iste'moli

Ko'proq yadrolar ham yuqori protsessor quvvat sarfiga olib keladi. Protsessor yoqilganda, u faqat tegishli yadrolarni emas, balki barcha yadrolarni quvvat bilan ta'minlaydi.

Chip ishlab chiqaruvchilari energiya sarfini kamaytirishga va protsessorlarni energiya samaradorligini oshirishga harakat qilmoqdalar. Ammo, umumiy qoida shundaki, to'rt yadroli protsessor sizning noutbukingizdan ikki yadroli protsessorga qaraganda ko'proq quvvat sarflaydi (va shuning uchun batareyani tezroq tugatadi).

Issiqlikni chiqarish

Har bir yadro protsessor tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlikka ta'sir qiladi. Shunga qaramay, umumiy qoida sifatida, ko'proq yadrolar yuqori haroratga olib keladi.

Ushbu qo'shimcha issiqlik tufayli ishlab chiqaruvchilar yaxshiroq radiatorlar yoki boshqa sovutish echimlarini qo'shishlari kerak.

Narxi

Ko'proq yadro har doim ham yuqori narx emas. Yuqorida aytib o'tganimizdek, soat tezligi, arxitektura versiyalari va boshqa fikrlar o'ynaydi.

Ammo boshqa barcha omillar teng bo'lsa, ko'proq yadrolar yuqori narxga ega bo'ladi.

Dasturiy ta'minot haqida hamma narsa

Bu erda protsessor ishlab chiqaruvchilari bilishingizni istamaydigan kichik sir. Gap siz qancha yadrodan foydalanayotganingizda emas, balki ularda qanday dasturiy ta'minotni ishga tushirayotganingizda.

Dasturlar bir nechta protsessorlardan foydalanish uchun maxsus ishlab chiqilgan bo'lishi kerak. Bunday "ko'p o'qli dasturiy ta'minot" siz o'ylagandek keng tarqalgan emas.

Shuni ta'kidlash kerakki, u ko'p bosqichli dastur bo'lsa ham, u nima uchun ishlatilishi ham muhimdir. Misol uchun, Google Chrome veb-brauzeri bir nechta jarayonlarni, shuningdek, Adobe Premier Pro video tahrirlash dasturini qo'llab-quvvatlaydi.

Adobe Premier Pro tahrirlashning turli jihatlari ustida ishlash uchun turli dvigatellarni taklif etadi. Videoni tahrirlash bilan bog'liq ko'plab qatlamlarni hisobga olsak, bu mantiqiy, chunki har bir yadro boshqa vazifada ishlashi mumkin.

Xuddi shunday, Google Chrome turli yorliqlarda ishlash uchun turli yadrolarni taklif qiladi. Ammo muammo shu erda. Yorliqda veb-sahifani ochganingizdan so'ng, u odatda statik bo'ladi. Qo'shimcha ishlov berish shart emas; qolgan ish sahifani operativ xotirada saqlashdan iborat. Bu shuni anglatadiki, yadro fonni joylashtirish uchun ishlatilishi mumkin bo'lsa ham, bu kerak emas.

Ushbu Google Chrome misolida, hatto ko'p tarmoqli dasturiy ta'minot ham sizga unumdorlikni sezilarli darajada oshira olmasligini ko'rsatadi.

Ikki yadro tezlikni ikki baravar oshirmaydi

Aytaylik, sizda to'g'ri dasturiy ta'minot bor va boshqa barcha jihozlaringiz bir xil. To'rt yadroli protsessor ikki yadroli protsessordan ikki baravar tezroq bo'ladimi? Yo'q.

Yadrolarni ko'paytirish dasturiy ta'minotni masshtablash muammosini hal qilmaydi. Yadrolarga masshtablash - bu har qanday dasturiy ta'minotning to'g'ri yadrolarga to'g'ri vazifalarni belgilashning nazariy qobiliyatidir, shuning uchun har bir yadro optimal tezlikda hisoblaydi. Bu haqiqatan ham sodir bo'layotgan narsa emas.

Haqiqatda, vazifalar ketma-ket (ko'p bosqichli dasturlarda bo'lgani kabi) yoki tasodifiy ravishda bo'linadi. Masalan, biror faoliyatni bajarish uchun siz uchta vazifani bajarishingiz kerak, deylik, sizda beshta shunday faoliyat mavjud. Dasturiy ta'minot 1-yadroga 1-muammoni hal qilishni aytadi, yadro 2 esa ikkinchisini, 3-yadrosi uchinchisini hal qiladi; Ayni paytda, yadro 4 ishlamaydi.

Agar uchinchi vazifa eng qiyin va eng uzun bo'lsa, u holda dasturiy ta'minot uchinchi vazifani 3 va 4 yadrolari o'rtasida taqsimlashi mantiqiy bo'lar edi. Lekin bu shunday emas. Buning o'rniga, 1 va 2 yadrolari vazifani tezroq bajarishiga qaramasdan, harakat 3 yadro tugashini kutishi va keyin 1, 2 va 3 yadrolari natijalarini birgalikda hisoblashi kerak.

Bularning barchasi dasturiy ta'minot, xuddi bugungidek, bir nechta yadrolardan to'liq foydalanish uchun optimallashtirilmaganligini aytishning aylanma usuli. Va yadrolarni ikki barobarga oshirish tezlikni ikki baravar oshirishga teng emas.

Ko'proq yadrolar qayerda yordam beradi?

Endi yadrolar nima qilishini va ularning ishlash cheklovlarini bilganingizdan so'ng, o'zingizdan so'rashingiz kerak: "Menga ko'proq yadro kerakmi?" Xo'sh, bu ular bilan nima qilishni rejalashtirganingizga bog'liq.

Agar siz tez-tez kompyuter o'yinlarini o'ynasangiz, kompyuteringizdagi ko'proq yadrolar, shubhasiz, foydali bo'ladi. Katta studiyalarning yangi mashhur o'yinlarining aksariyati ko'p tarmoqli arxitekturani qo'llab-quvvatlaydi. Video o'yinlar hali ham ko'p jihatdan qanday grafik kartangiz borligiga bog'liq, lekin ko'p yadroli protsessor ham yordam beradi.

Video yoki audio dasturlari bilan ishlaydigan har qanday mutaxassis ko'proq yadrolardan foyda oladi. Eng mashhur audio va video tahrirlash vositalari ko'p tarmoqli ishlov berishdan foydalanadi.

Fotoshop va dizayn

Agar siz dizayner bo'lsangiz, yuqori soat tezligi va ko'proq CPU keshi tezlikni ko'proq yadrolarga qaraganda yaxshiroq oshiradi. Hatto eng mashhur dizayn dasturi, Adobe Photoshop ham, asosan, bir torli yoki biroz tishli jarayonlarni qo'llab-quvvatlaydi. Ko'p yadrolar buning uchun muhim rag'bat bo'lmaydi.

Internetni tezroq ko'rish

Yuqorida aytib o'tganimizdek, ko'proq yadrolarga ega bo'lish veb-saytlarni tezroq ko'rishni anglatmaydi. Barcha zamonaviy brauzerlar ko'p jarayonli arxitekturani qo'llab-quvvatlasa-da, yadrolar fon yorliqlari ko'p ishlov berish quvvatini talab qiladigan saytlar bo'lsagina yordam beradi.

Ofis vazifalari

Barcha asosiy Office ilovalari bitta tarmoqli, shuning uchun to'rt yadroli protsessor tezlikni oshirmaydi.

Sizga ko'proq yadro kerakmi?

Umuman olganda, to'rt yadroli protsessor umumiy hisoblash uchun ikki yadroli protsessorga qaraganda tezroq ishlaydi. Siz ochgan har bir dastur o'z yadrosida ishlaydi, shuning uchun vazifalar ajratilsa, tezliklar yaxshilanadi. Agar siz bir vaqtning o'zida ko'plab dasturlardan foydalansangiz, ko'pincha ular o'rtasida almashsangiz va ularga o'z vazifalarini tayinlang, ko'p sonli yadroli protsessorni tanlang.

Faqat shuni biling: Tizimning umumiy ishlashi juda ko'p omillar mavjud bo'lgan sohadir. Bitta komponentni, hatto protsessorni almashtirish orqali ishlashning sehrli oshishini kutmang.

Mobil telefonda protsessor. Xususiyatlari va ularning ma'nosi

Smartfon sanoati har kuni rivojlanib bormoqda va buning natijasida foydalanuvchilar yangi, zamonaviy va kuchli gadjetlarga ega bo'lmoqdalar. Barcha smartfon ishlab chiqaruvchilari o'zlarining yaratilishini o'ziga xos va almashtirib bo'lmaydigan qilishga intilishadi. Shu sababli, bugungi kunda smartfonlar uchun protsessorlarni ishlab chiqish va ishlab chiqarishga katta e'tibor qaratilmoqda.

Shubhasiz, ko'plab "aqlli telefonlar" muxlislari protsessor nima va uning asosiy funktsiyalari qanday degan savolni bir necha bor berishgan. Va shuningdek, albatta, xaridorlarni chip nomidagi bu raqamlar va harflar nimani anglatishi qiziq.
Kontseptsiya bilan bir oz tanishishingizni tavsiya qilamiz "smartfon protsessori".

Smartfondagi protsessor- bu eng murakkab qism bo'lib, qurilma tomonidan amalga oshirilgan barcha hisob-kitoblar uchun javobgardir. Aslida, smartfon protsessordan foydalanadi, deyish noto'g'ri, chunki bunday protsessorlar mobil qurilmalarda ishlatilmaydi. Protsessor boshqa komponentlar bilan birgalikda SoC (System on a chip - system on a chip) ni tashkil qiladi, ya'ni bitta chipda protsessor, grafik tezlatgich va boshqa komponentlarga ega to'laqonli kompyuter mavjud.

Agar biz protsessor haqida gapiradigan bo'lsak, unda birinchi navbatda bunday tushunchani tushunishimiz kerak "protsessor arxitekturasi". Zamonaviy smartfonlar xuddi shu nomdagi ARM Limited kompaniyasi tomonidan ishlab chiqilgan ARM arxitekturasi asosidagi protsessorlardan foydalanadi. Aytishimiz mumkinki, arxitektura bu butun protsessorlar oilasiga xos bo'lgan xususiyatlar va sifatlarning ma'lum bir to'plamidir. Qualcomm, Nvidia, Samsung, MediaTek, Apple va boshqa protsessor kompaniyalari texnologiyani ARM'dan litsenziyalaydi va keyin tayyor chiplarni smartfon ishlab chiqaruvchilariga sotadi yoki ularni o'z qurilmalarida ishlatadi. Chip ishlab chiqaruvchilar ARM-dan individual yadrolar, ko'rsatmalar to'plami va tegishli texnologiyalarni litsenziyalaydi. ARM Limited protsessorlarni ishlab chiqarmaydi, faqat o'z texnologiyalari uchun litsenziyalarni boshqa ishlab chiqaruvchilarga sotadi.

Keling, yadro va soat tezligi kabi tushunchalarni ko'rib chiqaylik, ular doimo protsessor haqida gapirganda smartfonlar va telefonlar haqidagi sharhlar va maqolalarda topiladi.

Yadro

Yadro nima degan savoldan boshlaylik. Yadro protsessorning ishlashi, quvvat sarfi va soat tezligini aniqlaydigan chipning elementi. Ko'pincha biz ikki yadroli yoki to'rt yadroli protsessor tushunchasiga duch kelamiz. Keling, bu nimani anglatishini aniqlaylik.

Ikki yadroli yoki to'rt yadroli protsessor - farq nima?

Ko'pincha xaridorlar ikki yadroli protsessor bir yadroli protsessordan ikki baravar kuchli, to'rt yadroli protsessor esa to'rt baravar kuchliroq deb o'ylashadi. Endi biz sizga haqiqatni aytamiz. Bir yadrodan ikkitaga yoki ikkitadan to'rtga o'tish unumdorlikni oshirishi mantiqan to'g'ri tuyuladi, lekin aslida bu quvvat ikki yoki to'rt baravar oshishi kamdan-kam uchraydi. Yadrolar sonini ko'paytirish ishlayotgan jarayonlarni qayta taqsimlash hisobiga qurilmaning ishlashini tezlashtirish imkonini beradi. Ammo zamonaviy ilovalarning aksariyati bitta tishli va shuning uchun bir vaqtning o'zida faqat bitta yoki ikkita yadrodan foydalanishi mumkin. Tabiiyki, savol tug'iladi, u holda to'rt yadroli protsessor nima uchun? Ko'p yadroli asosan ilg'or o'yinlar va media tahrirlash ilovalari tomonidan qo'llaniladi. Bu shuni anglatadiki, agar sizga o'yin (3D o'yinlar) yoki Full HD video suratga olish uchun smartfon kerak bo'lsa, unda siz to'rt yadroli protsessorli qurilma sotib olishingiz kerak. Agar dasturning o'zi ko'p yadrolilarni qo'llab-quvvatlamasa va katta resurslarni talab qilmasa, batareya quvvatini tejash uchun foydalanilmagan yadrolar avtomatik ravishda o'chiriladi. Ko'pincha, beshinchi yordamchi yadro eng oddiy vazifalar uchun, masalan, qurilmani uyqu rejimida ishlatish yoki pochtani tekshirishda ishlatiladi.

Agar sizga muloqot qilish, Internetda kezish, elektron pochta xabarlarini tekshirish yoki barcha so'nggi yangiliklardan xabardor bo'lish uchun oddiy smartfon kerak bo'lsa, unda ikki yadroli protsessor sizga juda mos keladi. Va nima uchun ko'proq pul to'lash kerak? Axir, yadrolar soni qurilmaning narxiga bevosita ta'sir qiladi.

Soat chastotasi

Biz tanishishimiz kerak bo'lgan keyingi tushuncha - bu soat chastotasi. Soat chastotasi protsessorning xarakteristikasi bo'lib, protsessor vaqt birligi (bir soniya) uchun qancha soat siklida ishlashga qodirligini ko'rsatadi. Misol uchun, agar qurilma xususiyatlari ko'rsatsa chastota 1,7 gigagerts - bu 1 soniyada uning protsessori 1 700 000 000 (1 milliard 700 million) tsiklni bajarishini anglatadi.

Operatsiyaga, shuningdek, chip turiga qarab, chipning bitta vazifani bajarishi uchun zarur bo'lgan soat tsikllari soni o'zgarishi mumkin. Soat chastotasi qanchalik yuqori bo'lsa, ish tezligi shunchalik tez bo'ladi. Bu farq, ayniqsa, turli chastotalarda ishlaydigan bir xil yadrolarni solishtirganda seziladi.

Ba'zan ishlab chiqaruvchi quvvat sarfini kamaytirish uchun soat tezligini cheklaydi, chunki protsessor tezligi qanchalik yuqori bo'lsa, u ko'proq quvvat sarflaydi.

Va yana biz ko'p yadroga qaytamiz. Soat tezligini (MGts, GHz) oshirish issiqlik ishlab chiqarishni oshirishi mumkin, bu esa smartfon foydalanuvchilari uchun juda istalmagan va hatto zararli. Shu sababli, ko'p yadroli texnologiya smartfonni cho'ntagingizda haddan tashqari qizib ketmasdan ishlashini oshirish usullaridan biri sifatida ham qo'llaniladi.

Ilovalarning bir vaqtning o'zida bir nechta yadrolarda ishlashiga ruxsat berish orqali unumdorlik oshadi, ammo bitta shart mavjud: ilovalar eng so'nggi avlod bo'lishi kerak. Bu xususiyat batareya quvvatini ham tejaydi.

CPU keshi

Smartfon sotuvchilari ko'pincha sukut saqlaydigan protsessorning yana bir muhim xususiyati CPU keshi.

Kesh- Bu ma'lumotlarni vaqtincha saqlash uchun mo'ljallangan va protsessor chastotasida ishlaydigan xotira. Kesh RAMni sekinlashtirish uchun protsessorning kirish vaqtini qisqartirish uchun ishlatiladi. U RAM ma'lumotlarining bir qismining nusxalarini saqlaydi. Kirish vaqti protsessor tomonidan talab qilinadigan ma'lumotlarning ko'p qismi keshda tugashi va RAMga kirishlar sonining qisqarishi tufayli qisqaradi. Kesh hajmi qanchalik katta bo'lsa, u o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan dastur uchun zarur bo'lgan ma'lumotlarning katta qismi., RAMga kirish qanchalik tez-tez sodir bo'ladi va tizimning umumiy ishlashi shunchalik yuqori bo'ladi.

Protsessor tezligi va RAM tezligi o'rtasidagi bo'shliq juda katta bo'lgan zamonaviy tizimlarda kesh ayniqsa dolzarbdir. Albatta, savol tug'iladi, nega ular bu xususiyatni eslatishni xohlamaydilar? Hammasi juda oddiy. Keling, misol keltiraylik. Faraz qilaylik, ikkita taniqli protsessor (shartli ravishda A va B) yadrolari soni va takt tezligi mutlaqo bir xil, lekin negadir A B dan ancha tezroq ishlaydi. Buni tushuntirish juda oddiy: A protsessorining kesh hajmi kattaroq. , va shuning uchun protsessorning o'zi tezroq ishlaydi.

Kesh hajmidagi farq, ayniqsa, Xitoy va markali telefonlar o'rtasida sezilarli. Ko'rinishidan, raqamlarning xususiyatlariga ko'ra, hamma narsa bir xil bo'lib tuyuladi, ammo qurilmalarning narxi farq qiladi. Va bu erda xaridorlar "farq bo'lmasa, nega ko'proq pul to'lash kerak?" degan fikr bilan pul tejashga qaror qilishadi. Ammo, biz ko'rib turganimizdek, farq va juda muhim, ammo sotuvchilar ko'pincha bu haqda sukut saqlashadi va Xitoy telefonlarini yuqori narxlarda sotishadi.

Protsessor bozorida qo'shimcha ishlash uchun poygada faqat joriy ishlab chiqarish texnologiyalari asosida soat tezligi va ishlov berish yadrolari soni o'rtasida oqilona muvozanatni ta'minlay oladigan ishlab chiqaruvchilar g'alaba qozonishi mumkin. 90 va 65 nm texnik jarayonlarga o'tish tufayli ko'p sonli yadroli protsessorlarni yaratish mumkin bo'ldi. Bu ko'p jihatdan issiqlik tarqalishi va yadro o'lchamlarini sozlashning yangi imkoniyatlari bilan bog'liq edi, shuning uchun bugungi kunda biz to'rt yadroli protsessorlar sonining ortib borayotganini ko'rmoqdamiz. Ammo dasturiy ta'minot haqida nima deyish mumkin? U birdan ikki yoki to'rt yadrogacha qanchalik yaxshi o'lchaydi?

Ideal dunyoda ko'p ish zarralari uchun optimallashtirilgan dasturlar operatsion tizimga bitta protsessor yoki bir nechta protsessor, bir yadroli yoki bir nechta mavjud ishlov berish yadrolari bo'ylab bir nechta iplarni tarqatish imkonini beradi. Yangi yadrolarni qo'shish soat tezligini oshirishdan ko'ra ko'proq ishlashga imkon beradi. Bu aslida mantiqiy: ko'proq ishchilar deyarli har doim kamroq, tezroq ishchilarga qaraganda tezroq topshiriqni bajaradilar.

Ammo protsessorlarni to'rt yoki undan ortiq yadro bilan jihozlash mantiqiymi? To'rt yadro yoki undan ko'p yuklash uchun etarli ish bormi? Shuni unutmangki, HyperTransport (AMD) yoki Front Side Bus (Intel) kabi jismoniy interfeyslar muammoga aylanmasligi uchun ishni yadrolar o'rtasida taqsimlash juda qiyin. Uchinchi variant ham bor: yukni yadrolar o'rtasida taqsimlovchi mexanizm, ya'ni OS menejeri ham to'siq bo'lishi mumkin.

AMD ning yagona yadrodan ikki yadroga o‘tishi deyarli benuqson bo‘ldi, chunki kompaniya Intel Pentium 4 protsessorlari bilan bo‘lgani kabi termal konvertni haddan tashqari darajaga ko‘tarmagan.Shuning uchun Athlon 64 X2 protsessorlari qimmat, lekin anchagina asosli, Pentium esa D 800 liniyasi o'zining issiq ishi bilan mashhur edi. Ammo Intelning 65nm protsessorlari va xususan, Core 2 liniyasi rasmni o'zgartirdi. Intel AMD dan farqli ravishda ikkita Core 2 Duo protsessorini bitta paketda birlashtira oldi, natijada zamonaviy Core 2 Quad ishlab chiqarildi. AMD shu yil oxirigacha o'zining to'rt yadroli Phenom X4 protsessorlarini chiqarishga va'da bermoqda.

Maqolamizda to'rt yadroli, ikkita yadroli va bitta yadroli Core 2 Duo konfiguratsiyasini ko'rib chiqamiz. Va keling, ishlash qanchalik yaxshi ekanligini ko'rib chiqaylik. Bugun to'rt yadroga o'tishga arziydimi?

Bir yadro

"Bir yadroli" atamasi bitta hisoblash yadrosiga ega bo'lgan protsessorni anglatadi. Bu 8086 arxitekturasining boshidan to Athlon 64 va Intel Pentium 4gacha bo'lgan deyarli barcha protsessorlarni o'z ichiga oladi. Ishlab chiqarish jarayoni bitta chipda ikkita hisoblash yadrosini yaratish uchun etarlicha yupqa bo'lgunga qadar, jarayonni qisqartirish uchun kichikroq jarayon texnologiyasiga o'tish ishlatilgan. ish kuchlanishi, soat tezligini oshirish yoki funktsional bloklar va kesh xotirasini qo'shish.

Bir yadroli protsessorni yuqori soat tezligida ishga tushirish bitta dastur uchun yaxshiroq ishlashni ta'minlashi mumkin, ammo bunday protsessor bir vaqtning o'zida faqat bitta dasturni (ipni) bajarishi mumkin. Intel Hyper-Threading tamoyilini amalga oshirdi, bu esa operatsion tizim uchun bir nechta yadrolarning mavjudligini taqlid qiladi. HT texnologiyasi Pentium 4 va Pentium D protsessorlarining uzun truboprovodlarini yaxshiroq yuklash imkonini berdi.Albatta, unumdorlik oshgani unchalik katta emas, lekin tizimning sezgirligi aniqroq edi. Va ko'p vazifali muhitda bu yanada muhimroq bo'lishi mumkin, chunki kompyuteringiz ma'lum bir vazifa ustida ishlayotgan paytda siz ba'zi ishlarni bajarishingiz mumkin.

Ikki yadroli protsessorlar bugungi kunda juda arzon bo'lganligi sababli, har bir tiyinni tejashni xohlamasangiz, bitta yadroli protsessorlarga borishni tavsiya etmaymiz.

Core 2 Extreme X6800 protsessori 2,93 gigagertsli chastotada ishlagan paytda Intel Core 2 liniyasida eng tez bo'lgan. Bugungi kunda ikki yadroli protsessorlar FSB1333 avtobus chastotasi yuqori bo'lsa-da, 3,0 GGts ga yetdi.

Ikki protsessor yadrosiga yangilash ikki marta ishlov berish quvvatini anglatadi, lekin faqat ko'p tarmoqli uchun optimallashtirilgan ilovalarda. Odatda, bunday ilovalar yuqori ishlov berish quvvatini talab qiladigan professional dasturlarni o'z ichiga oladi. Ammo ikki yadroli protsessor hali ham mantiqiy bo'ladi, hatto siz kompyuteringizdan faqat elektron pochta, veb-sahifalarni ko'rish va ofis hujjatlari bilan ishlash uchun foydalansangiz ham. Bir tomondan, ikki yadroli protsessorlarning zamonaviy modellari bir yadroli modellarga qaraganda ko'proq energiya sarflamaydi. Boshqa tomondan, ikkinchi hisoblash yadrosi nafaqat unumdorlikni oshiradi, balki tizimning sezgirligini ham yaxshilaydi.

WinRAR yoki WinZIP fayllarni siqishni tugashini kutganmisiz? Bir yadroli mashinada siz derazalar o'rtasida tezda almashishingiz dargumon. Hatto DVD-ni o'ynatish ham murakkab vazifa kabi bitta yadroni soliqqa tortishi mumkin. Ikki yadroli protsessor bir vaqtning o'zida bir nechta ilovalarni ishga tushirishni osonlashtiradi.

AMD ikki yadroli protsessorlarida keshga ega ikkita to'liq yadro, o'rnatilgan xotira tekshiruvi va xotira va HyperTransport interfeysiga umumiy kirishni ta'minlaydigan o'zaro ulanish mavjud. Intel birinchi Pentium D ga o'xshash yo'lni bosib o'tdi va jismoniy protsessorga ikkita Pentium 4 yadrosini o'rnatdi.Xotira boshqaruvchisi chipsetning bir qismi bo'lganligi sababli tizim shinasi yadrolar orasidagi aloqa uchun ham, xotiraga kirish uchun ham ishlatilishi kerak. ishlashiga ma'lum cheklovlar qo'yadi. Core 2 Duo protsessorida soatiga yaxshi ishlash va har vattga yaxshi ishlashni ta'minlovchi yanada rivojlangan yadrolar mavjud. Ikki yadro umumiy L2 keshiga ega, bu esa tizim shinasidan foydalanmasdan ma'lumotlarni almashish imkonini beradi.

Core 2 Quad Q6700 protsessori 2,66 gigagertsli chastotada ishlaydi, uning ichida ikkita Core 2 Duo yadrosi ishlatiladi.

Agar bugungi kunda ikki yadroli protsessorlarga o'tish uchun juda ko'p sabablar mavjud bo'lsa, unda to'rt yadroli hali u qadar ishonchli ko'rinmaydi. Buning sabablaridan biri bir nechta mavzular uchun dasturlarni cheklangan optimallashtirishdir, ammo ba'zi arxitektura muammolari ham mavjud. Garchi AMD bugungi kunda Intelni ikkita dual-yadroli protsessorni bitta protsessorga to'plagani uchun tanqid qilsa-da, uni "haqiqiy" to'rt yadroli protsessor deb hisoblamaydi, Intelning yondashuvi yaxshi ishlaydi, chunki protsessorlar to'rt yadroli ishlashni ta'minlaydi. Ishlab chiqarish nuqtai nazaridan, yuqori hosil olish va kichik yadroli ko'proq mahsulotlarni ishlab chiqarish osonroq, keyinchalik ularni yangi jarayonda yangi, kuchliroq mahsulot qilish uchun birlashtirish mumkin. Ishlash qobiliyatiga kelsak, qiyinchiliklar mavjud - ikkita kristal tizim shinasi orqali bir-biri bilan aloqa qiladi, shuning uchun bir nechta kristallar bo'ylab taqsimlangan bir nechta yadrolarni boshqarish juda qiyin. Garchi bir nechta matritsaga ega bo'lish energiyani yaxshiroq tejashga va alohida yadrolarning chastotalarini dastur ehtiyojlariga moslashtirishga imkon beradi.

Haqiqiy to'rt yadroli protsessorlar to'rt yadrodan foydalanadi, ular kesh xotirasi bilan birga bitta chipda joylashgan. Bu erda muhim narsa umumiy birlashtirilgan keshning mavjudligi. AMD ushbu yondashuvni har bir yadroda 512 KB L2 keshini jihozlash va barcha yadrolarga L3 keshini qo'shish orqali amalga oshiradi. AMD ning afzalligi shundaki, u bitta tarmoqli ilovalar uchun yaxshiroq ishlashga erishish uchun ma'lum yadrolarni o'chirish va boshqalarni tezlashtirish mumkin bo'ladi. Intel xuddi shu yo'ldan boradi, lekin 2008 yilda Nehalem arxitekturasini joriy etishdan oldin emas.

CPU-Z kabi tizim ma'lumotlarini ko'rsatish uchun yordamchi dasturlar protsessor tartibini emas, balki yadrolar sonini va kesh hajmini aniqlashga imkon beradi. Core 2 Quad (yoki skrinshotda ko'rsatilgan to'rt yadroli Extreme Edition) ikkita yadrodan iborat ekanligini bilmay qolasiz.

Fon Neyman arxitekturasini takomillashtirish bosqichlaridan biri bu iplarni parallellashtirish ( Ip Daraja Parallellik, TLP). Farqlash bir vaqtning o'zida ko'p ish zarralari (Bir vaqtda Ko'p tarmoqli, SMT) Va o'lik darajadagi ko'p ish zarralari (Chip- Daraja Ko'p tarmoqli, CMT). Ikki yondashuv asosan oqim nima ekanligini tushunishda farqlanadi. Oddiy vakil SMT texnologiya deb ataladigan narsadir HTT (Giper- Ip o'tkazish Texnologiya).

P arxitekturaning ilk vakillari CMP serverlarda foydalanish uchun mo'ljallangan po'lat protsessorlar. Bu oddiy tandem edi, bunday qurilmalarda ikkita mustaqil yadro bitta substratga joylashtirilgan (8-rasm). Ushbu sxemani ishlab chiqish birinchi navbatda umumiy kesh-xotiraga ega tuzilmaga aylandi (2-rasm). 9, so'ngra har bir yadroda ko'p tarmoqli tuzilma.

Ko'p yadroli protsessorlarning afzalliklari quyidagilardan iborat.

Dizayn va ishlab chiqarishning soddaligi (tabiiy nisbiy). Yagona samarali yadro ishlab chiqilgandan so'ng, u arxitekturani kerakli tizim komponentlari bilan to'ldirib, chipda takrorlanishi mumkin.

Energiya iste'moli sezilarli darajada kamayadi. Misol uchun, siz ikkita yadroni chipga joylashtirsangiz va ularni bir yadroli "aka" ning ishlashiga teng ishlashni ta'minlaydigan soat chastotasida ishlashga majburlasangiz va keyin ikkalasining quvvat sarfini solishtirsangiz, siz bu quvvatni topasiz. iste'mol bir necha marta kamayadi, chunki u kvadrat chastotalarga deyarli mutanosib ravishda o'sadi.

Umuman olganda, agar siz 8 va 9-rasmlarga diqqat bilan qarasangiz, masalan, 2 protsessorli tizim va 2 yadroli protsessorli kompyuter o'rtasida fundamental farq yo'qligini ko'rishingiz mumkin. Muammolar bir xil. Va birinchilardan biri mos keladigan operatsion tizimdir.

Protsessorlar ishini tashkil etish usullari

Kompyuter arxitekturasini rivojlantirishning asosiy rag'batlantiruvchi omili unumdorlikni oshirishdir. EHM unumdorligini oshirish usullaridan biri ixtisoslashuvdir (kompyuterning alohida elementlari ham, ixtisoslashtirilgan hisoblash tizimlarini yaratish ham).

Protsessorlarning ixtisoslashuvi 60-yillarda, yirik kompyuterlarning markaziy protsessori ma’lumotlarni kiritish/chiqarishning odatiy operatsiyalarini bajarishdan ozod qilingan paytdan boshlandi. Bu funksiya periferik qurilmalar bilan aloqa o‘rnatuvchi I/U protsessoriga o‘tkazildi.

Ishlashni yaxshilashning yana bir usuli - fon Neymanning ketma-ket arxitekturasidan uzoqlashish va parallelizmga e'tibor berishdir. M. Flinn e'tiborni hisoblash parallelizmini keltirib chiqaradigan faqat ikkita sabab - tizimda bir vaqtning o'zida mavjud bo'lgan buyruqlar oqimlarining mustaqilligi va bitta buyruq oqimida qayta ishlangan ma'lumotlarning bir-biriga bog'liq emasligi borligiga e'tibor qaratdi. Agar hisoblash jarayonining parallelligining birinchi sababi juda yaxshi ma'lum bo'lsa (bu oddiy ko'p ishlov berish), unda biz ma'lumotlar parallelligi haqida batafsilroq to'xtalamiz, chunki ko'p hollarda u dasturchilardan yashirin holda mavjud va cheklangan doiralar tomonidan qo'llaniladi. mutaxassislar.

Ma'lumotlar parallelligining eng oddiy misoli ikkita buyruqlar ketma-ketligidir: A=B+C; D=E*F;

Agar biz fon Neyman printsipiga qat'iy rioya qilsak, ikkinchi operatsiyani faqat birinchi operatsiya tugagandan so'ng bajarish uchun boshlash mumkin. Biroq, ko'rinib turibdiki, bu ko'rsatmalarni bajarish tartibi muhim emas - birinchi buyruqning A, B va C operandlari ikkinchi buyruqning D, E va F operandlari bilan hech qanday aloqasi yo'q. Boshqacha qilib aytganda, ikkala operatsiya ham parallel, chunki bu ko'rsatmalarning operandlari bir-biriga bog'liq emas. Bir-biriga bog'liq bo'lmagan ma'lumotlarga ega bo'lgan uch yoki undan ortiq buyruqlar ketma-ketligiga ko'plab misollar keltirishingiz mumkin, bu aniq xulosaga olib keladi: deyarli har qanday dastur parallel ma'lumotlar bo'yicha operatsiyalar guruhlarini o'z ichiga oladi.

D Ma'lumotlar parallelizmining yana bir turi, qoida tariqasida, ma'lumotlar massivlarini qayta ishlash uchun siklik dasturlarda uchraydi. Misol uchun, ikkita massivning elementlarini qo'shganda, bitta buyruq ma'lumotlarning katta massivini (bir nechta oqim) qayta ishlashi mumkin. Bunday buyruqlar vektor, bu rejimni amalga oshiradigan protsessor esa vektor deb ataladi. Quyidagi ta’rifni berish mumkin: “Vektorli protsessor – ma’lumotlar massivlari (vektorlari) ustidagi amallarning parallel bajarilishini ta’minlovchi protsessor. U parallel ishlov berish elementlari guruhiga qurilgan maxsus arxitekturasi bilan ajralib turadi va tasvirlar, matritsalar va ma’lumotlar massivlarini qayta ishlash uchun mo‘ljallangan”.

Dasturiy ta'minot parallelizmining bir nechta tasniflari mavjud bo'lib, ular ma'no jihatidan juda o'xshash bo'lib, ulardan oltita darajaga tasniflash eng mashhur hisoblanadi (10-rasm). Parallelizmning yuqori uch darajasini yirik dasturiy ob'ektlar - mustaqil ishlar, dasturlar va dastur protseduralari egallaydi. Bir-biriga bog'liq bo'lmagan gaplar, tsikllar va operatsiyalar parallelizmning quyi darajalarini tashkil qiladi. Agar biz ushbu reytingni M.Flinning “parallel buyruq oqimlari” va “parallel ma’lumotlar oqimlari” toifalari bilan birlashtirsak, yuqori darajadagi parallelizmga asosan ko‘plab mustaqil buyruqlar oqimlari orqali erishilganini ko‘ramiz, quyi darajadagi parallelizm esa o‘z mavjudligiga asosan bir-biriga bog‘liq bo‘lmaganligi bilan bog‘liq. ma'lumotlar oqimlari.

Konveyerni qayta ishlash va konveyer tuzilmalari

HAQIDA Kompyuter unumdorligini oshirishning samarali usullaridan biri quvur liniyasidir. Shaklda. o'n bir A) yagona universal blokda ishlov berishni ko'rsatadi va 11-rasm b) Va V)- konveyerda. Quvurni qayta ishlash g'oyasi universal funktsiya bloki (FB) tomonidan amalga oshiriladigan funktsiyani bir nechta ixtisoslashganlar o'rtasida ajratishdir. Konveyerning barcha funktsional bloklari bir xil tezlikda (hech bo'lmaganda o'rtacha) ishlashi kerak. Amalda, ikkinchisiga kamdan-kam hollarda erishish mumkin va natijada quvur liniyasining ishlashi pasayadi, chunki kirish ma'lumotlarini olish muddati har bir funktsional blokda maksimal ishlov berish vaqti bilan belgilanadi. FBlarning ishlash vaqtidagi tebranishlarni qoplash uchun ular orasiga bufer registrlari kiritilgan. Yana universal usul FIFO tipidagi bufer saqlash moslamalarini kiritishdir (11-rasm). V). Raqamlar o'rtasida yana bir farq bor. b) Va V). Strukturada V) SI sinxronlash liniyasi mavjud emas. Bu bunday tuzilmada bo'lishi mumkin emas degani emas, shunchaki ikki turdagi quvurlar mavjud: sinxron umumiy sinxronlash liniyasi bilan va asinxron, bittasiz. Birinchilari ham deyiladi buyruq boshqaruvi bilan, ikkinchisi esa - ma'lumotlarni boshqarish bilan. Asinxron quvurlarga misol sifatida sistolik massivlarni keltirish mumkin.

TO Quvur liniyasi har doim bloklarning chiziqli zanjiri emas. Ba'zan funktsional bloklar bir-biriga ketma-ket emas, balki qayta ishlash mantig'iga muvofiq murakkabroq sxema bo'yicha ulanganda foydali bo'ladi, zanjirdagi ba'zi bloklarni o'tkazib yuborish mumkin, boshqalari esa tsiklik tuzilmalarni yaratishi mumkin. Ikki X va Y funktsiyalarini hisoblashga qodir bo'lmagan chiziqli quvur liniyasining tuzilishi va X va Y funktsiyalari ma'lum funktsional bloklarni talab qiladigan diagramma shaklda ko'rsatilgan. 12

Ehtimol, kompyuterlar bilan ozgina tanish bo'lgan har bir foydalanuvchi markaziy protsessorni tanlashda bir qator tushunarsiz xususiyatlarga duch kelgan: texnik jarayon, kesh, rozetka; Men kompyuter texnikasi bo'yicha malakali do'stlarim va tanishlarimga maslahat so'radim. Keling, turli xil parametrlarni ko'rib chiqaylik, chunki protsessor sizning shaxsiy kompyuteringizning eng muhim qismidir va uning xususiyatlarini tushunish sizga sotib olish va undan keyingi foydalanishda ishonch beradi.

Markaziy protsessor

Shaxsiy kompyuterning protsessori ma'lumotlar bilan har qanday operatsiyalarni bajarish uchun mas'ul bo'lgan va periferik qurilmalarni boshqaradigan chipdir. U qolip deb ataladigan maxsus kremniy paketida mavjud. Qisqacha belgilash uchun qisqartmadan foydalaning - Markaziy protsessor(markaziy qayta ishlash birligi) yoki Markaziy protsessor(inglizcha markaziy protsessing birligidan - markaziy ishlov berish qurilmasidan). Zamonaviy kompyuter komponentlari bozorida ikkita raqobatchi korporatsiya mavjud: Intel va AMD, ular doimiy ravishda texnologik jarayonni takomillashtirish, yangi protsessorlarning ishlashi uchun poygada ishtirok etadilar.

Texnik jarayon

Texnik jarayon protsessorlarni ishlab chiqarishda ishlatiladigan o'lchamdir. U tranzistorning o'lchamini aniqlaydi, uning birligi nm (nanometr). Transistorlar, o'z navbatida, markaziy protsessorning ichki yadrosini tashkil qiladi. Xulosa shuki, ishlab chiqarish texnikasini doimiy takomillashtirish ushbu komponentlarning hajmini kamaytirish imkonini beradi. Natijada, protsessor chipiga joylashtirilgan ularning ko'pi bor. Bu CPU ish faoliyatini yaxshilashga yordam beradi, shuning uchun uning parametrlari har doim ishlatiladigan texnologiyani ko'rsatadi. Masalan, Intel Core i5-760 45 nm texnologik texnologiyadan foydalangan holda, Intel Core i5-2500K esa 32 nm jarayon yordamida ishlab chiqarilgan.Ushbu ma’lumotlarga asoslanib, protsessor qanchalik zamonaviy va u qanchalik ustun ekanligiga baho berishingiz mumkin. oldingisiga nisbatan ishlashda, lekin tanlashda siz bir qator boshqa parametrlarni ham hisobga olishingiz kerak.

Arxitektura

Protsessorlar, shuningdek, arxitektura kabi xususiyat bilan tavsiflanadi - odatda ko'p yillar davomida ishlab chiqarilgan protsessorlarning butun oilasiga xos xususiyatlar to'plami. Boshqacha qilib aytganda, arxitektura - bu ularning tashkil etilishi yoki markaziy protsessorning ichki dizayni.

Yadrolar soni

Yadro- markaziy protsessorning eng muhim elementi. Bu protsessorning bir qismi bo'lib, u ko'rsatmalarning bir qismini bajarishi mumkin. Yadrolar kesh xotirasi hajmi, avtobus chastotasi, ishlab chiqarish texnologiyasi va boshqalarda farqlanadi. Ishlab chiqaruvchilar har bir keyingi texnologik jarayonda ularga yangi nomlar beradilar (masalan, AMD protsessor yadrosi Zambezi, Intel esa Lynnfield). Protsessor ishlab chiqarish texnologiyalarining rivojlanishi bilan bir korpusda bir nechta yadrolarni joylashtirish imkoni paydo bo'ldi, bu CPU ish faoliyatini sezilarli darajada oshiradi va bir vaqtning o'zida bir nechta vazifalarni bajarishga yordam beradi, shuningdek, dasturlarda bir nechta yadrolardan foydalanishga yordam beradi. Ko'p yadroli protsessorlar arxivlash, video dekodlash, zamonaviy video o'yinlarning ishlashi va hokazolarni tezda engish imkoniyatiga ega bo'ladi. Misol uchun, Intelning Core 2 Duo va Core 2 Quad protsessorli liniyalari, ular mos ravishda ikki yadroli va to'rt yadroli protsessorlardan foydalanadilar. Hozirgi vaqtda 2, 3, 4 va 6 yadroli protsessorlar keng tarqalgan. Ularning katta qismi server echimlarida qo'llaniladi va oddiy kompyuter foydalanuvchisi tomonidan talab qilinmaydi.

Chastotasi

Yadrolar soniga qo'shimcha ravishda ishlashga ta'sir qiladi soat chastotasi. Ushbu xarakteristikaning qiymati protsessorning ish faoliyatini soniyada soat tsikllari (operatsiyalar) sonida aks ettiradi. Yana bir muhim xususiyat avtobus chastotasi(FSB - Front Side Bus) protsessor va kompyuterning tashqi qurilmalari o'rtasida ma'lumotlar almashish tezligini ko'rsatadi. Soat chastotasi avtobus chastotasiga mutanosib.

Soket

Kelajakdagi protsessorni yangilashda mavjud anakartga mos kelishi uchun siz uning soketini bilishingiz kerak. Rozetka chaqiriladi ulagich, unda CPU kompyuterning anakartiga o'rnatilgan. Soket turi oyoqlar soni va protsessor ishlab chiqaruvchisi bilan tavsiflanadi. Turli rozetkalar protsessorlarning ma'lum turlariga mos keladi, shuning uchun har bir rozetka ma'lum turdagi protsessorni o'rnatish imkonini beradi. Intel LGA1156, LGA1366 va LGA1155 soketlaridan foydalanadi, AMD esa AM2+ va AM3 dan foydalanadi.

Kesh

Kesh- sekinroq kirish tezligi (RAM) bilan doimiy ravishda xotirada joylashgan ma'lumotlarga kirishni tezlashtirish uchun zarur bo'lgan juda yuqori kirish tezligiga ega xotira hajmi. Protsessorni tanlashda, kesh hajmini oshirish ko'pgina ilovalarning ishlashiga ijobiy ta'sir ko'rsatishini unutmang. CPU keshi uchta darajaga ega ( L1, L2 va L3), to'g'ridan-to'g'ri protsessor yadrosida joylashgan. Yuqori ishlov berish tezligi uchun u RAMdan ma'lumotlarni oladi. Shuni ham hisobga olish kerakki, ko'p yadroli protsessorlar uchun bitta yadro uchun birinchi darajali kesh xotirasi miqdori ko'rsatilgan. L2 keshi shunga o'xshash funktsiyalarni bajaradi, lekin sekinroq va kattaroqdir. Agar siz protsessordan resurs talab qiladigan vazifalar uchun foydalanishni rejalashtirmoqchi bo'lsangiz, ko'p yadroli protsessorlar uchun umumiy L2 kesh hajmi ko'rsatilganligini hisobga olsak, ikkinchi darajali katta keshga ega model afzalroq bo'ladi. AMD Phenom, AMD Phenom II, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon kabi eng kuchli protsessorlar L3 kesh bilan jihozlangan. Uchinchi darajadagi kesh eng kam tezdir, lekin u 30 MB ga yetishi mumkin.

Energiya iste'moli

Protsessorning quvvat sarfi uni ishlab chiqarish texnologiyasi bilan chambarchas bog'liq. Texnik jarayonning nanometrlari kamayishi, tranzistorlar sonining ko'payishi va protsessorlarning takt chastotasining oshishi bilan protsessorning quvvat sarfi ortadi. Misol uchun, Intel Core i7 protsessorlari 130 vattgacha yoki undan ko'p quvvat talab qiladi. Yadroga berilgan kuchlanish protsessorning quvvat sarfini aniq tavsiflaydi. Ushbu parametr multimedia markazi sifatida foydalanish uchun protsessorni tanlashda ayniqsa muhimdir. Zamonaviy protsessor modellarida haddan tashqari quvvat sarfiga qarshi kurashishga yordam beradigan turli texnologiyalar qo'llaniladi: o'rnatilgan harorat sensorlari, protsessor yadrolarining kuchlanishi va chastotasini avtomatik boshqarish tizimlari, protsessor yuki engil bo'lganda energiyani tejash rejimlari.

Qo'shimcha funktsiyalar

Zamonaviy protsessorlar RAM bilan 2 va 3 kanalli rejimlarda ishlash qobiliyatiga ega bo'ldi, bu uning ishlashiga sezilarli ta'sir qiladi, shuningdek, ularning funksionalligini yangi darajaga ko'tarib, ko'proq ko'rsatmalar to'plamini qo'llab-quvvatlaydi. GPUlar videoni mustaqil ravishda qayta ishlaydi va shu bilan texnologiya tufayli protsessorni yuklaydi DXVA(ingliz tilidan DirectX Video Acceleration - DirectX komponenti tomonidan video tezlashtirish). Intel yuqoridagi texnologiyadan foydalanadi Turbo Boost markaziy protsessorning soat chastotasini dinamik ravishda o'zgartirish uchun. Texnologiya Tezlik bosqichi protsessor faolligiga qarab protsessor quvvat sarfini boshqaradi va Intel virtualizatsiya texnologiyasi apparat bir nechta operatsion tizimlardan foydalanish uchun virtual muhit yaratadi. Shuningdek, zamonaviy protsessorlarni texnologiyadan foydalangan holda virtual yadrolarga bo'lish mumkin Hyper Threading. Misol uchun, ikki yadroli protsessor bir yadroning takt tezligini ikkiga bo'lishga qodir, buning natijasida to'rtta virtual yadro yordamida yuqori ishlov berish ko'rsatkichlari mavjud.

Kelajakdagi shaxsiy kompyuteringizning konfiguratsiyasi haqida o'ylayotganda, video karta va uning haqida unutmang GPU(inglizcha Graphics Processing Unit - grafik ishlov berish birligidan) - video kartangizning protsessori, u ko'rsatish uchun javobgardir (geometrik, jismoniy ob'ektlar bilan arifmetik operatsiyalar va boshqalar). Uning yadrosi va xotira chastotasi qanchalik yuqori bo'lsa, markaziy protsessorga kamroq yuk tushadi. Geymerlar GPUga alohida e'tibor berishlari kerak.