Pemproses multicore: apa itu dan apakah ia untuknya

Trend umum adalah untuk mencari pemproses multicore di dalam komputer peribadi, jadi, jika anda masih tidak tahu apa yang kita bercakap, sudah tiba masanya anda memenuhi pemproses ini. Malah, mereka telah bersama kami selama hampir sedekad, memberikan kita lebih banyak kuasa dan kapasiti yang lebih besar untuk mengendalikan maklumat, menjadikan mesin kami menjadi pusat data yang benar dengan desktop.

Indeks kandungan

Pemproses teras pelbagai merevolusikan pasaran, pertama untuk penggunaan syarikat-syarikat besar dan pusat-pusat data, dan kemudian untuk pengguna biasa, sehingga melompat ke era baru peralatan berprestasi tinggi. Malah telefon pintar kami mempunyai pemproses multicore.

Apakah fungsi pemproses dalam komputer

Tetapi sebelum kita mula melihat apa ini semua tentang pemproses berbilang teras, ia patut menyegarkan sedikit ingatan, mendefinisikan apa yang sebenarnya berlaku untuk pemproses. Mungkin ia kelihatan bodoh pada masa ini, tetapi tidak semua orang tahu komponen penting ini dalam era sekarang, dan sudah tiba masanya.

Pemproses, CPU atau Unit Pemprosesan Pusat, terdiri daripada litar elektronik yang direka dari transistor, pintu masuk logik dan garis dengan isyarat elektrik yang mampu melaksanakan tugas dan arahan. Arahan ini dihasilkan oleh program komputer dan interaksi (atau tidak) manusia atau bahkan program lain. Dengan cara ini, kita dapat melaksanakan tugas produktif berdasarkan data melalui komputer.

Komputer dan mana-mana peranti elektronik lain tidak dapat dikandung tanpa kehadiran pemproses. Ia mungkin lebih kurang kompleks, tetapi mana-mana peranti yang mampu menjalankan tugas tertentu memerlukan unit ini untuk menukar isyarat elektrik ke dalam data, dan bahkan menjadi tugas fizikal, seperti garis perakitan yang berguna untuk manusia.

Apakah teras pemproses?

Seperti mana-mana komponen lain, pemproses terdiri daripada unsur-unsur yang berbeza di dalamnya. Kami memanggil gabungan unsur-unsur seni bina ini, dan yang kita ada di dalam pemproses komputer kita ialah x86, satu set kod, parameter, dan komponen elektronik yang, digabungkan, mampu mengira arahan ini hanya dengan melakukan operasi logik dan aritmetik.

Struktur dalaman CPU

Inti atau teras pemproses adalah unit, atau litar bersepadu yang bertanggungjawab untuk memproses semua maklumat ini. Terdiri daripada berjuta-juta transistor yang dilengkapi dengan struktur logik berfungsi, ia mampu mengendalikan maklumat yang memasuki, dalam bentuk pengendali dan operator untuk menjana hasil yang membolehkan program berfungsi. Oleh itu, entiti asas pemproses adalah asasnya.

Untuk membuat bunyi anda, inti prosesor terdiri daripada elemen-elemen utama ini:

• Unit Kawalan (UC): ia bertanggungjawab untuk menyegerakan operasi pemproses, dalam kes ini teras. Ia memberikan pesanan dalam bentuk isyarat elektrik kepada komponen yang berlainan (CPU, RAM, periferal) supaya mereka berfungsi serentak. Unit logik aritmetik (ALU): ia bertanggungjawab melaksanakan semua operasi logik dan aritmetik dengan bilangan bulat dengan data yang diterima. Pendaftaran: daftar adalah sel yang membolehkan menyimpan arahan yang sedang dilaksanakan dan hasil operasi dijalankan.

Apakah lebih banyak teras untuk?

Perlumbaan pengeluar untuk mempunyai produk yang paling kuat dan terpantas yang pernah wujud, dan dalam elektronik ia tidak berbeza. Pada masa itu, ia menjadi satu pencapaian penting untuk membuat pemproses dengan kekerapan lebih daripada 1 GHz. Sekiranya anda tidak tahu, GHz mengukur bilangan operasi yang boleh diproses oleh pemproses

GHz: apakah itu dan apakah gigahertz dalam pengkomputeran

Perlumbaan mempunyai lebih banyak GHz

Pemproses pertama yang mencapai 1 GHz ialah DEC Alpha pada tahun 1992, tetapi ketika datang ke CPU untuk komputer peribadi, ia tidak sampai tahun 1999 apabila Intel, dengan Pentium III dan AMD, dengan Athlon, pemproses terbina yang mencapai angka-angka ini.. Pada masa ini pengeluar hanya mempunyai satu perkara dalam fikiran, "semakin banyak GHz yang lebih baik ", kerana lebih banyak operasi dapat dilakukan per unit waktu.

Selepas beberapa tahun, pengeluar mendapati batasan bilangan GHz pemproses mereka, mengapa? kerana disebabkan oleh haba yang besar yang dijana dalam terasnya, meletakkan integriti bahan dan heatsinks yang digunakan untuk had. Begitu juga, penggunaan dicetuskan untuk setiap Hz bahawa kekerapan meningkat.

Perlumbaan mempunyai lebih banyak teras

Pada had ini, pengeluar terpaksa membuat peralihan paradigma, dan itulah bagaimana matlamat baru muncul, "semakin banyak teras." Mari kita fikirkan, jika nukleus bertanggungjawab melakukan operasi, maka meningkatkan jumlah nukleus kita boleh menggandakan, tiga kali,… bilangan operasi yang boleh dilakukan. Jelas sekali, dengan dua teras kita boleh melakukan dua operasi pada masa yang sama, dan dengan empat kita dapat melakukan 4 operasi ini.

Intel Pentium Extreme Edition 840

Matlamat yang ditetapkan oleh Intel mencapai 10 GHz dengan senibina NetBurst ditinggalkan, sesuatu yang sehingga kini belum tercapai, sekurang-kurangnya tidak dengan sistem penyejukan yang tersedia untuk pengguna biasa. Jadi cara terbaik untuk mencapai kebolehan berskala baik dalam kapasiti dan kuasa pemprosesan adalah ini, mempunyai prosesor dengan bilangan teras tertentu dan juga pada frekuensi tertentu.

Prosesor dual-core mula dilaksanakan, sama ada pembuatan dua pemproses individu, atau lebih baik, mengintegrasikan dua DIE (litar) pada cip tunggal. Oleh itu menjimatkan banyak ruang pada papan induk, walaupun memerlukan kerumitan yang lebih besar untuk pelaksanaan struktur komunikasinya dengan komponen lain, seperti memori cache, bas, dll.

Pemproses pertama dengan lebih daripada satu teras

Pada ketika ini agak menarik untuk mengetahui yang mana pemproses multicore pertama muncul di pasaran. Dan seperti yang anda boleh bayangkan, permulaan adalah seperti biasa, untuk kegunaan korporat pada pelayan, dan juga seperti IBM. Pemproses multicore pertama adalah IBM POWER4 dengan dua teras pada DIE tunggal dan kekerapan asas 1.1 GHz, yang dihasilkan pada tahun 2001.

Tetapi tidak sehingga tahun 2005 apabila pemproses teras dwi pertama untuk penggunaan massa oleh pengguna muncul di komputer meja mereka. Intel mencuri dompet dari AMD beberapa minggu lebih awal dengan Intel Pentium Extreme Edition 840 dengan HiperThreading, kemudian menerbitkan AMD Athlon X2.

Selepas ini, pengeluar mengambil jalan dan mula memperkenalkan nukleus sewenang-wenangnya, dengan pemintaran transistor yang seterusnya. Pada masa ini, proses pembuatan adalah berdasarkan kepada transistor hanya 7 nm yang dilaksanakan oleh AMD dalam generasi ketiga Ryzen, dan 12 nm yang dilaksanakan oleh Intel. Dengan ini kami berjaya memperkenalkan lebih banyak teras dan litar dalam cip yang sama, sehingga meningkatkan daya pemprosesan dan mengurangkan penggunaan. Malah, kami mempunyai prosesor 32-teras di pasaran, yang merupakan Threadrippers AMD.

Apa yang kita perlukan untuk mengambil kesempatan daripada teras pemproses

Logik seolah-olah sangat mudah, memasukkan teras dan meningkatkan bilangan proses serentak. Tetapi pada mulanya ini adalah sakit kepala sebenar bagi pengilang perkakasan dan terutama untuk pencipta perisian.

Dan adalah bahawa program itu direka (dikompilasi) hanya untuk bekerja dengan kernel. Bukan sahaja kita memerlukan pemproses yang mampu melakukan pelbagai operasi serentak secara fizikal, kita juga memerlukan program yang menghasilkan arahan ini dapat melakukannya dengan berkomunikasi dengan setiap teras yang tersedia. Malah sistem pengendalian perlu mengubah senibina mereka untuk dapat menggunakan banyak teras secara serentak secara serentak.

Dengan cara ini, para programer turun ke kerja dan mula menyusun program baru dengan sokongan multicore, sehingga pada masa ini, sebuah program mampu menggunakan semua teras yang efisien di komputer. Oleh itu mengalikan benang pelaksanaan kepada jumlah yang diperlukan. Kerana jika, sebagai tambahan kepada teras, konsep thread pelaksanaan juga muncul.

Dalam pemproses multicore adalah penting untuk menyeragamkan proses-proses yang dijalankan oleh program, ini menunjukkan bahawa setiap nukleus berjaya menjalankan tugas secara selari dengan yang lain, dan berturut-turut, satu demi satu. Kaedah membuat tugas-tugas yang berbeza secara serentak dari satu program dipanggil thread proses, benang kerja, benang atau hanya Thread dalam bahasa Inggeris. Kedua-dua sistem pengendalian dan program-program tersebut mestilah dapat membuat benang proses selari untuk mengambil kesempatan daripada kuasa pemproses penuh. Ini adalah tinggi bahawa reka bentuk CAD, penyuntingan video atau program sangat baik, sementara permainan mempunyai cara untuk pergi.

Apakah benang pemproses? Perbezaan dengan nukleus

HyperThreading dan SMT

Hasilnya di atas, teknologi pengeluar pemproses muncul. Yang paling terkenal di kalangan mereka ialah HyperThreading yang mula digunakan oleh Intel dalam pemprosesnya, dan kemudian AMD akan melakukannya sendiri dengan teknologi CMT terlebih dahulu, dan kemudian dengan evolusi untuk SMT (Multi-Threading Simultan).

Teknologi ini terdiri daripada kewujudan dua teras dalam satu, tetapi mereka tidak akan menjadi inti sebenar, tetapi logik, sesuatu yang dalam pengaturcaraan dipanggil benang pemprosesan atau benang. Kami telah membincangkannya sebelum ini. Idea ini adalah untuk membahagikan, sekali lagi, beban kerja antara teras, membahagikan setiap tugas yang akan dilakukan dalam benang supaya ia dilaksanakan apabila inti adalah percuma.

Terdapat pemproses yang mempunyai hanya dua teras, contohnya, tetapi mempunyai 4 thread berkat teknologi ini. Intel menggunakannya terutamanya dalam pemproses Intel Core berprestasi tinggi dan CPU komputer riba, manakala AMD telah melaksanakannya di seluruh rangkaian pemproses Ryzen.

Apa itu HyperThreading?

Bagaimana untuk mengetahui berapa banyak teras pemproses saya

Kita sudah tahu apa inti dan apa benang dan kepentingannya untuk pemproses multicore. Jadi perkara terakhir yang kami tinggalkan adalah untuk mengetahui bagaimana untuk mengetahui berapa banyak teras yang kami pemproses.

Anda harus tahu bahawa Windows kadang-kadang tidak membezakan antara teras dan benang, kerana ia akan muncul dengan nama teras atau pemproses, contohnya dalam alat "msiconfig". Jika kami membuka Pengurus Tugas, dan pergi ke bahagian prestasi, kami dapat melihat senarai di mana kiraan teras dan pemproses logik CPU muncul. Tetapi grafik yang akan ditunjukkan kepada kami akan secara langsung daripada teras logik, sama seperti yang terdapat dalam Monitor Prestasi jika kami membukanya.

Bagaimana untuk mengetahui berapa banyak teras pemproses saya

Kesimpulan dan pautan yang menarik

Kami sampai pada akhirnya, dan kami berharap kami dengan pantas menjelaskan apa pemproses multicore, dan konsep terpenting yang berkaitan dengan subjek. Pada masa ini terdapat raksasa sebenar dengan sehingga 32 teras dan 64 benang. Tetapi bagi pemproses menjadi berkesan, bukan sahaja bilangan teras dan frekuensi mereka adalah penting, tetapi juga bagaimana ia dibina, kecekapan bas data dan komunikasi serta cara kerja terasnya, dan di sini Intel mengikuti langkah di hadapan AMD. Kami akan melihat Ryzen 3000s yang baru tidak lama lagi yang menjanjikan untuk mengatasi pemproses desktop Intel yang paling berkuasa, jadi tunggu untuk ulasan kami.

Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan atau perkara mengenai topik itu, atau ingin menjelaskan sesuatu, kami menjemput anda berbuat demikian menggunakan kotak komen di bawah.