Najviše jezgreni procesor. Višejezgreni vs. Mnogo jezgri ili zašto su potrebni višejezgreni mikroprocesori

💖 Sviđa li vam se? Podijelite vezu sa svojim prijateljima

Prije samo pet-šest godina malo je tko znao za uvođenje višejezgrenih procesora, iako su se ti uređaji već koristili u poslužiteljskim sustavima. Opremanje ovim elementima osobnih računala započela je 2005.

Što višejezgreni procesori čine za poboljšanje performansi računala?

Načelo povećanja snage uređaja kroz rad nekoliko jezgri je razdvajanje rješenja problema. Općenito, možemo reći da svaki proces koji se izvodi na sustavu ima nekoliko niti. Kada je moguće pokrenuti više aplikacija (procesa) istovremeno, govorimo o multitaskingu koji podržava Windows operativni sustav.

Broj modela procesora s predmemoriranjem frekvencije i njihove karakteristike. . Procesor za igre ne bi trebao biti demon brzine, ali bilo bi vrijedno truda. Unatoč mogućnosti ubačenih fenomena, najvažniji element gaming seta je grafička kartica.

Procesori na tabletima i pametnim telefonima temelje se na drugačijoj arhitekturi. Procesori za tablete manje su aktualni i koriste drugačiji skup uputa. Koji su procesori tvrtke najbolji? Koji su modeli najučinkovitiji i najpouzdaniji? Koje su linije najpopularnije? Provjerite naše web mjesto kako biste vidjeli najpopularnije procesore na web mjestu!

Višejezgreni procesori omogućuju vam povećanje brzine programa, iako je princip multitaskinga također implementiran na jednojezgrenom uređaju. Dakle, jedna jezgra obrađuje tekstualne informacije, druga sluša glazbu, dok te aplikacije rade istovremeno.

Visoka tehnička škola za promet Brasov. To je jedini procesor na svijetu koji može rukovati 64-bitnim i 32-bitnim uputama istovremeno. Ovi procesori stigli su odmah nakon lansiranja najboljih na svijetu. Motor za brzo izvršavanje može izvršiti instrukcije unutar pola takta, učinkovito udvostručujući frekvenciju jezgre i smanjujući kašnjenje.

Izvrši predmemoriju praćenja. Učinkovit sustav predmemoriranja pohranjuje dekodirane mikrooperacije redoslijedom izvođenja programa, što rezultira učinkovitijom upotrebom predmemorije uz smanjenje kašnjenja. Enhanced Cache Transfer optimizira prijenos podataka do jezgre procesora.

Ako npr. uzmemo antivirusni program, tada će jedna nit izvršiti skeniranje memorije i tvrdi diskovi, a drugi je ažurirati antivirusne baze podataka. Primjer je vrlo pojednostavljen, ali vam omogućuje razumijevanje općeg koncepta rada višejezgrenih procesora.

U računalu s konvencionalnim uređajem za simultani rad programa stvara se virtualna mogućnost njihova izvršavanja. Ovdje operativni sustav lukavo djeluje: naizmjence prebacuje rad niti, sve se događa u djeliću sekunde i neprimjetno za korisnika. Ispostavilo se da je Windows malo ažurirao antivirusni program, zatim počeo skenirati, a zatim ponovno počeo ažurirati. Korisnik ima dojam da se sve događa u isto vrijeme.

Napredni pokretni zarez i multimedijski mehanizam ubrzavaju procese kao što su audio i video kodiranje, obrada slike i video streaming. Što je cjevovod kraći, veća je produktivnost. Napredno dinamičko predviđanje grananja. Današnji čipovi pokreću procese pogrešnim redoslijedom. Razgranati prediktor pomaže procesoru da bolje vidi u budućnost, čime se izbjegavaju procesi koji imaju veliku vjerojatnost otkazivanja i eliminacije, čime se poboljšava učinkovitost.

Barton ima jedinicu za izvršavanje predmemorije s pomičnim zarezom od 512 kg. S obzirom na performanse procesora, daje se pogrešan dojam da je procesor s najviše megaherca najsnažniji. To je pogrešno jer moramo uzeti u obzir nekoliko čimbenika kada je u pitanju učinak.

U slučaju kada radi višejezgreni procesor, takvo prebacivanje neće biti izvršeno. Operativni sustav jasno šalje niti određenim jezgrama. Kao rezultat toga, postaje moguće riješiti se degradacije performansi do koje dolazi prilikom prebacivanja između zadataka.

Programi se izvršavaju istovremeno; ažuriranje baze podataka i skeniranje bit će izvedeni mnogo brže. Međutim, ne podržava svaka aplikacija ovu tehnologiju i može se optimizirati na ovaj način. Programeri stvaraju sve više programa koji mogu raditi s višejezgrenim procesorima.

Cache, koji je vrlo brz međuspremnik povezan s procesorom. Postoje tri vrste predmemorije: razina 1, razina 2 i razina 3. Ne zaboravimo model procesora i jezgru kada je riječ o performansama. Model i kernel označavaju arhitekturu procesora.

Da bismo dobili maksimalnu procesorsku snagu od procesora, moramo imati uravnoteženu konfiguraciju. Procesori se temelje na siliciju, a uskoro će se veličina tranzistora približiti udaljenosti između atoma silicija i morat će prijeći na drugi poluvodički materijal koji se mora "izumiti" jer je silicij najbolji raspoloživi moment.

Danas je tržište takvih uređaja podijeljeno između AMD-a i Intela, koji su vodeći proizvođači. Moderna stacionarna računala, poslužiteljski sustavi, kao i prijenosna računala i pametni telefoni koriste multi-core Intel procesori ili AMD.

Čak i jeftiniji uređaji imaju najmanje dvije jezgre, iako se proizvode i procesori s 4, 6, 8 ili više elemenata. Međutim, pune performanse uređaja mogu se postići samo ako je cijeli sustav uravnotežen, čiji parametri moraju odgovarati i RAM-u i HDD, video karticu i druge komponente računala.

Ovisno o procesoru odabranom za kompatibilnost s matična ploča, moramo kupiti matičnu ploču s CPU utičnicom. Socket predstavlja dio na matičnoj ploči na koji se spaja procesor. Određeni tip procesora koristi određeni broj pinova koji povezuju procesor s matičnom pločom, označavajući naziv utičnice.

To se odnosi na to da pinovi više nisu na procesoru nego na matičnoj ploči, a pritom su i zamućeni, procesori imaju samo pinove. Kad je riječ o temperaturi CPU-a, možemo reći da svaki procesor ima maksimalnu temperaturu koju može podnijeti, a dobro je da ona bude što viša jer što je hladnija, to mu je duži vijek trajanja.

Što je jezgra procesora

U središtu modernog središnjeg mikroprocesora (CPU - skraćeno od engleske central processing unit - središnji računalni uređaj) nalazi se jezgra - kristal silicija površine približno jedan četvorni centimetar, na kojem se implementiraju mikroskopski logički elementi kružni dijagram procesor, tzv.chip arhitektura.

Osnovni principi za kupnju procesora. Preporuka za kupnju snažan procesor. Popis tehničke karakteristike. Moderni procesori postaju vrlo vrući dok rade i njihova temperatura mora biti ispod određene granice kako bi se osiguralo optimalne performanse. Da biste to učinili, na procesor je pričvršćen hladnjak koji se sastoji od ventilatora na koji je ugrađen ventilator. Radijator se sastoji od postolja, koje je u usporedbi s pločastom strukturom i obično je izrađeno od aluminija, ali može imati i bakrene dijelove koji su bolji vodič topline.

Jezgra je spojena s ostatkom čipa (koji se naziva CPU paket) pomoću tehnologije flip-chip (flip-chip bonding). Ova je tehnologija dobila ime jer je prema van - vidljivi - dio jezgre zapravo njezino "dno" - kako bi se omogućio izravan kontakt s hladnjakom hladnjaka za bolji prijenos topline. Na poleđini (nevidljivoj) strani je samo “sučelje” - veza između kristala i pakiranja. Veza između jezgre procesora i pakiranja ostvaruje se korištenjem Solder Bumps.

Poruka dolazi u kontakt s površinom procesora, s koje preuzima toplinu koju on stvara i raspršuje je kroz strukturu ploče u okolinu. Ova vrsta hlađenja se zove pasivno hlađenje. Ventilator osigurava prijenos zagrijanog zraka uz površinu radijatora, što osigurava učinkovitiju izmjenu topline između radijatora i okoline. Ova vrsta hlađenja naziva se aktivnim hlađenjem. Ventilator je obično prekriven malom metalnom rešetkom kako bi se spriječio kontakt između lopatica ventilatora i kabela koji prolaze kroz unutrašnjost kućišta računala.

Jezgra se nalazi na podlozi od tekstolita, duž koje vode kontaktne staze do "nogica" (kontaktnih jastučića), ispunjenih toplinskim sučeljem i prekrivenih zaštitnim metalnim poklopcem.

Što je višejezgreni procesor

Višejezgreni procesor je središnji mikroprocesor koji sadrži 2 ili više računalnih jezgri na jednom procesorskom čipu ili u jednom paketu.

Kupnja hladnjaka. Postoji mnogo vrsta hladnjaka, no preporuča se kupiti onaj koji je učinkovit, a pritom nema jako bučan ventilator. Preporučljivo je kupiti hladnjak s bakrenom pločom umjesto gdje hladnjak dolazi u kontakt s procesorom. Kao što je gore spomenuto, kupnja procesora uvelike ovisi o vašem osobnom budžetu.

Najviše veliki problem Stvaranje ovog modela procesora je optimalna ravnoteža između performansi i potrošnje energije. Ova konfiguracija koristi dvije jezgre: jednu male snage i jednu velike snage. puna moć. Ove dvije jezgre koriste isti skup instrukcija i mogu izvršavati sve iste kodove, tako da su snaga i potrošnja značajna razlika između njih.

Zašto je potrebno više jezgri?

Prvi (jednojezgreni, naravno!) Intel mikroprocesor 4004 je 15. studenog 1971. predstavila Intel Corporation. Sadržavao je 2300 tranzistora i radio je dalje taktna frekvencija 108 kHz i košta 300 dolara.

Zahtjevi za računalnom snagom središnjeg mikroprocesora stalno su rasli i nastavljaju rasti. Ali ako su se raniji proizvođači procesora morali stalno prilagođavati trenutnim hitnim (stalno rastućim!) zahtjevima korisnika osobnih računala, sada su proizvođači čipova puno ispred krivulje!

I hardver i softver su u stalnom razvoju, hardver softver i obrnuto. Ovo otkriće također predstavlja migraciju 32-bitnih i 64-bitnih računalnih sustava, s implikacijama na softver koji pokreće 64-bitne operativne sustave i programe. Što računalo ima 64-bitni procesor, znači 64-bitni ili 64-bitni procesor i koje su razlike između njih i 32-bitnog.

Da bismo razumjeli što su 32 i 64 bita, moramo početi s osnovama: što je bit? Bit je temeljna jedinica informacije, matematički predstavljena kao 0 ili 1; Sve podatke pohranjene na računalu, predstavljene s 0 ili 1, procesor obrađuje u sustavu vrijednosti koji sadrži samo 0 i 1, koji se također naziva binarni. Kako bi računalo radilo s više podataka, a ne samo s dva binarni sustavi, koriste 8-bitne skupove koji čine bajt ili bajt na rumunjskom.

Dugo su se vremena poboljšanja performansi tradicionalnih procesora s jednom jezgrom uglavnom događala zbog stalnog povećanja frekvencije takta (oko 80% performansi procesora određeno je frekvencijom takta) uz istodobno povećanje broja tranzistora na jednom čip. Međutim, daljnje povećanje taktne frekvencije (na taktnoj frekvenciji većoj od 3,8 GHz, čipovi se jednostavno pregrijavaju!) nailazi na brojne temeljne fizičke prepreke (budući da tehnološki proces gotovo se približio veličini atoma: danas se procesori proizvode 45 nm tehnologijom, a veličina atoma silicija je približno 0,543 nm):

Broj bitova koje koristi arhitektura procesora utječe na broj ćelija Unutarnja memorija, koji se mogu adresirati i koristiti. 32-bitni procesori - koriste 32 bita za predstavljanje i identifikaciju memorijske adrese. 64-bitni procesori - koriste 64 bita za predstavljanje memorijske adrese. To rezultira time da može adresirati 2^64 bajta interne memorije, odnosno preko 17 milijardi gigabajta - što je neizmjerniji kapacitet od 32-bitnog procesora.

Svi novi procesori su 64-bitni. To znači da su dizajnirani za pokretanje 64-bitnih operativnih sustava i programa, kao i mogućnost pokretanja 32-bitnog softvera simulacijom 32-bitnog hardverskog okruženja. Umjesto toga, 32-bitni procesor neće moći pokretati 64-bitni softver jer potonji zahtijeva mnogo složenije okruženje implementacije.

Prvo, kako se veličina kristala smanjuje, a frekvencija takta povećava, struja curenja tranzistora se povećava. To dovodi do povećane potrošnje energije i povećanja toplinske snage;

Drugo, prednosti viših brzina takta djelomično su negirane latencijom pristupa memoriji, budući da vremena pristupa memoriji ne prate povećanje brzina takta;

Ostala pitanja vezana uz ovo pitanje također su to. 64-bitni sustavi nisu dvostruko brži od 32-bitnih sustava. Koji operativni sustav koristite - 32 bitni ili 64? - Što su snage i probleme s kojima se susrećete koristeći operativni sustav na ovoj arhitekturi?

Dva uređaja su na rasprodaji po nižoj cijeni u Južnoj Koreji

Prema novinama, tri faktora objašnjavaju ovaj snažan start u Južnoj Koreji. A još je gore ako su pred nama dani ili tjedni, a ne mjeseci. Prodaju se za 800 dolara u SAD-u i 799 eura u Europi. Narednih dana stiže i njegov test. No, za ovo izdanje osnivač je malo promijenio formulu, budući da je neke od njih već pokrenuo i prodao. Trenutno postoji više od 30 novih procesora, 8 novih čipseta i mnoštvo tehnologija koje su nekima već djelomično poznate, a drugima se približavaju.

Treće, za neke aplikacije tradicionalne serijske arhitekture postaju neučinkovite kako se brzine takta povećavaju zbog takozvanog "von Neumannovog uskog grla", ograničenja performansi koje proizlazi iz sekvencijalnog tijeka računanja. Istodobno se povećava kašnjenje prijenosa RC signala, što je dodatno usko grlo povezano s povećanjem frekvencije takta.

Popis tehnologija ugrađenih u srca zapravo se ne razlikuje od onoga što smo već imali u šestoj generaciji.


Ovo je zaštićena tehnologija i stoga može imati vlastiti priključak matične ploče Oh.


Kako ne bismo previše izgubili potrošača, novi val procesora zadržava istu nomenklaturu kao i šesta generacija, tj.




Jednostavno zato što je ciklus obnove u prosjeku tri do pet godina, prema predstavnicima. Bilo bi učinkovitije u procesima video kodiranja putem pratećeg softvera, kućnih uputa za kodiranje.





Ne spominje se kvaliteta korištenih dijelova, ali dobro je da ostanu na najnižoj razini kako bi igra bila tečna. Ali tu nema ništa novo.

Upotreba višeprocesorskih sustava također nije raširena, jer zahtijeva složene i skupe višeprocesorske matične ploče. Stoga je odlučeno da se performanse mikroprocesora dodatno poboljšaju drugim sredstvima. Koncept multithreadinga, koji je nastao u svijetu superračunala, prepoznat je kao najučinkovitiji smjer - to je istovremena paralelna obrada nekoliko tokova naredbi.

Dakle u dubini Intel Rođena je tehnologija Hyper-Threading (HTT) - tehnologija obrade podataka sa super-nitama koja omogućuje procesoru da izvršava do četiri programske niti istovremeno na jednojezgrenom procesoru. Hyper-threading značajno poboljšava učinkovitost pokretanja aplikacija koje zahtijevaju velike resurse (na primjer, onih koje se odnose na audio i video uređivanje, 3D modeliranje), kao i rad OS-a u multitasking načinu rada.

Procesor Pentium 4 s omogućenim Hyper-threadingom ima jednu fizičku jezgru, koja je podijeljena na dvije logičke jezgre, pa ju operativni sustav prepoznaje kao dvije različite procesore(umjesto jednog).

Hyper-threading zapravo je postao odskočna daska za stvaranje procesora s dvije fizičke jezgre na jednom čipu. U 2-jezgrenom čipu, dvije jezgre (dva procesora!) rade paralelno, koje na nižoj frekvenciji takta daju veće performanse, budući da se dva neovisna toka instrukcija izvode paralelno (simultano!).

Arhitektura višejezgrenih sustava

Višejezgreni procesori mogu se kategorizirati prema tome podržavaju li (zajedničku) koherenciju predmemorije između jezgri. Postoje procesori sa i bez takve podrške.

Metoda komunikacije između jezgri: dijeljena mreža sabirnice (Mesh) na mreži kanala od točke do točke s prekidačem dijeljena predmemorija

Sposobnost procesora da istovremeno izvršava više programskih niti naziva se paralelizam na razini niti (TLP). Potreba za TLP-om ovisi o konkretnoj situaciji (u nekim slučajevima jednostavno je beskoristan!).

Glavni problemi stvaranja višejezgrenih procesora

Svaka procesorska jezgra mora biti neovisna, s neovisnom potrošnjom energije i kontroliranom snagom;

Tržište softvera treba biti opremljeno programima koji mogu učinkovito podijeliti algoritam grananja instrukcija na paran (za procesore s parnim brojem jezgri) ili neparan (za procesore s neparnim brojem jezgri) broj niti;

Prednosti višejezgrenih procesora

Mogućnost raspodjele rada programa, na primjer, glavni aplikacijski zadaci i pozadinski zadaci operacijski sustav, preko više jezgri;

Povećanje brzine programa;

Procesi koji zahtijevaju računanje rade mnogo brže;

Učinkovitije korištenje računalno intenzivnih multimedijskih aplikacija (na primjer, video uređivači);

Smanjena potrošnja energije;

Rad korisnika osobnog računala postaje ugodniji;

Nedostaci višejezgrenih procesora

Povećani troškovi proizvodnje višejezgrenih procesora (u usporedbi s jednojezgrenim procesorima) prisiljavaju proizvođače čipova da povećaju njihove troškove, a to djelomično ograničava potražnju;

Budući da sa radna memorija dvije ili više jezgri rade istovremeno, potrebno ih je "naučiti" da rade bez sukoba;

Povećana potrošnja energije zahtijeva korištenje snažnih strujnih krugova;

Potrebno više moćan sustav hlađenje;

Količina softvera optimiziranog za više jezgri je zanemariva (većina programa je dizajnirana za rad u klasičnom jednojezgrenom načinu rada, tako da jednostavno ne mogu koristiti računalnu snagu dodatnih jezgri);

Operativni sustavi koji podržavaju procesore s više jezgri (na primjer, Windows XP SP2 i noviji) koriste računalne resurse dodatnih jezgri za vlastite potrebe sustava;

Treba priznati da se trenutno višejezgreni procesori koriste izuzetno neučinkovito. Štoviše, u praksi n-core procesori nemojte izvoditi izračune n puta brže od one s jednom jezgrom: iako je povećanje performansi značajno, ono uvelike ovisi o vrsti aplikacije. Za programe koji nisu dizajnirani za rad s višejezgrenim procesorima, izvedba se povećava za samo 5%. Ali programi optimizirani za višejezgrene procesore rade 50% brže.



reci prijateljima
Pročitajte također