Maksymalna liczba rdzeni w komputerze. Co jest lepsze więcej rdzeni lub częstotliwość procesora? Moc baterii i żywotność baterii

Cześć wszystkim! Czasami gra lub program nie działa z pełną wydajnością, ponieważ. Nie wszystkie rdzenie odpowiadają za wydajność. W tym artykule zobaczymy, jak wykorzystać wszystkie rdzenie twojego procesora.

Ale nie oczekuj magicznej różdżki. jeśli gra lub program nie obsługuje wielordzeniowości, nie można nic zrobić, chyba że aplikacja zostanie przepisana.

Jak uruchomić wszystkie rdzenie procesora?

Tak więc będzie kilka sposobów. Przez to pokazuję pierwszy.

Idź do startu - biegnij lub klawisze wygraj + r

Wybierz maksymalną liczbę procesorów.

Przy okazji możesz sprawdzić liczbę rdzeni procesora. Ale to są rdzenie wirtualne, a nie fizyczne. Fizyczny może być mniejszy.

• Idziemy do menedżera zadań - ctrl + shift + esc.
• Lub ctrl+alt+del i menedżer zadań.
• Lub kliknij prawym przyciskiem myszy panel sterowania i wybierz menedżera zadań.

Przejdź do zakładki procesów. Znajdź grę i kliknij proces prawym przyciskiem myszy. Swoją drogą, gra powinna być uruchomiona. Możesz go zwinąć albo Win + D lub alt + tab.

Wybierz dopasowanie.

Zaznacz wszystko i naciśnij OK.

Aby sprawdzić, czy wszystkie rdzenie działają, czy nie, w menedżerze zadań przechodzimy do zakładki wydajność.

We wszystkich zakładkach będzie schemat.

Jeśli nie, kliknij ponownie, aby ustawić korespondencję, pozostawiając tylko CPU 0, kliknij OK. Zamykamy menedżera zadań, otwieramy go ponownie, powtarzamy wszystko, to samo, wybieramy wszystkie procesory i wciskamy ok.

W laptopach oszczędzanie energii jest czasami konfigurowane w taki sposób, że ustawienia nie pozwalają na wykorzystanie wszystkich rdzeni.

• Win7 - Przejdź do panelu sterowania, przejdź do zasilania - Zmień ustawienia planu - zmień zaawansowane ustawienia zasilania - zarządzanie energią procesora - minimalny stan procesora.
• Win8, 10 - Lub: ustawienia - system - zasilanie i uśpienie - zaawansowane ustawienia zasilania - ustawienia planu zasilania - zmiana zaawansowanych ustawień zasilania - zarządzanie energią procesora - minimalny stan procesora

Do pełnego wykorzystania musi wynosić 100%.

Jak sprawdzić ile rdzeni działa?

Zaczynamy i widzimy liczbę aktywnych rdzeni.

Nie myl tego parametru z liczbą procesorów wirtualnych, które są wyświetlane po prawej stronie.

Co wpływa na liczbę rdzeni procesora?

Wiele osób myli pojęcie liczby rdzeni i częstotliwości procesora. Jeśli porównamy to z osobą, to mózg jest procesorem, neurony są jądrami. Rdzenie nie działają we wszystkich grach i aplikacjach. Jeśli na przykład w grze działają 2 procesy, jeden rysuje las, a drugi miasto i gra jest wielordzeniowa, to do załadowania tego obrazu potrzebne są tylko 2 rdzenie. A jeśli w grze jest więcej procesów, zaangażowane są wszystkie rdzenie.

A może być na odwrót, gra lub aplikacja może być napisana w taki sposób, że tylko jeden rdzeń może wykonać jedną akcję i w tej sytuacji wygra procesor o wyższej częstotliwości i najlepiej skomponowanej architekturze (to jest zwykle dlaczego).

Dlatego, z grubsza mówiąc, liczba rdzeni procesora wpływa na wydajność i szybkość.

Instrukcja

Jeśli masz zainstalowany system operacyjny Windows, możesz sprawdzić, ile rdzeni jest w twoim procesorze, korzystając z właściwości. Aby to zrobić, wybierz ikonę „Komputer” na pulpicie, naciśnij Alt + Enter lub kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz „Właściwości” z menu kontekstowego.

Otworzy się okno z informacjami o systemie operacyjnym, procesorze, pamięci RAM i nazwie komputera. Po prawej stronie pojawią się linki, wśród których musisz znaleźć „Menedżera urządzeń”.

Menedżer wyświetli listę zainstalowanego sprzętu. Na liście znajdź pozycję „Procesor” i kliknij strzałkę obok niej. Rozwinie się pasek pokazujący liczbę posiadanych procesorów.

Możesz uruchomić menedżera zadań za pomocą kombinacji Ctrl+Shift+Esc. Otwórz zakładkę „Wydajność”. Liczba okien w sekcji „Historia procesora” odpowiada liczbie rdzeni w twoim procesorze.

Jeśli komputer ma włączoną symulację wielordzeniową, Menedżer zadań pokaże liczbę symulowanych rdzeni. Można to określić, jeśli wszystkie rdzenie wykazują dokładnie takie samo obciążenie. Wtedy darmowe narzędzie CPU-Z może się przydać. Zakładka CPU pokazuje wszystkie informacje o procesorze. Na dole znajduje się okno Rdzeń, w którym wskazana jest liczba rdzeni.

Możesz użyć innego bezpłatnego programu PC Wizard. Można go pobrać ze strony dewelopera. Zainstaluj program na swoim komputerze. Uruchom plik PC Wizard.exe, kliknij kartę Sprzęt, a następnie Procesor. Po prawej stronie znajdź sekcję "Element", a w niej numer elementu podstawowego. Sekcja Opis wyświetla liczbę rdzeni.

Czasami użytkownik, który szczególnie chce poprawić wydajność swojego komputera, staje przed pytaniem o typ, częstotliwość i liczbę rdzeni w swoim procesorze. Każdy może uzyskać te informacje, poświęcając tylko kilka minut.

Instrukcja

Jeśli potrzebujesz bardziej szczegółowych informacji o procesorze i każdym z jego rdzeni, będziesz musiał zainstalować dodatkowe programy. Pobierz i zainstaluj TuneUp Utilities. Uruchom program. Poczekaj, aż program przeskanuje komputer. W górnym menu programu wybierz zakładkę „Napraw problemy”. Następnie przejdź do zakładki „Pokaż informacje o systemie”. Pojawi się okno zatytułowane „Przegląd”. Jest też informacja o liczbie rdzeni twojego procesora, ale jest to tylko powierzchowna.

Aby uzyskać więcej informacji, kliknij kartę Urządzenia systemowe. W oknie zostaną wyświetlone informacje o typie procesora, ilości pamięci podręcznej, wersji BIOS-u. Zwróć uwagę na okno „Procesor”. Oprócz jego cech istnieje zakładka „Szczegóły procesora”. Kliknij tę zakładkę, po czym otworzy się okno z najbardziej szczegółowymi informacjami dla każdego rdzenia procesora. W wyświetlonym oknie znajduje się również zakładka „Funkcje”. Klikając w tę zakładkę, zobaczysz, które technologie są obsługiwane przez procesor, a które nie są dostępne. Jeśli procesor obsługuje określoną technologię, obok jej nazwy pojawi się zielony znacznik wyboru.

Powiązane wideo

Liczba rdzeni procesora komputera ma bezpośredni wpływ na jego wydajność. Nowoczesne, wydajne modele wiodących producentów mają 3 lub 4 rdzenie, dzięki czemu są funkcjonalne i szybkie. Jednak proste egzemplarze 1-rdzeniowe, ze względu na swoją cenę, nie zniknęły jeszcze całkowicie z rynku sprzętu komputerowego.

Instrukcja

Aby dowiedzieć się, ile rdzeni jest w procesorze komputera, przejdź do menu „Start” znajdującego się na pasku narzędzi na pulpicie. Znajdź „Mój komputer” i kliknij go prawym przyciskiem myszy. Wybierz „Menedżer zadań” z listy, która się otworzy. Pojawi się nowe okno z listą technicznych farszów zainstalowanych na komputerze. Znajdź na liście „Procesor” i przejrzyj informacje na jego temat. Jednocześnie będzie można zobaczyć, jak poprawnie działa sprzęt - jeśli coś jest nie tak w systemie, obok odpowiedniej pozycji na liście pojawi się wykrzyknik lub krzyżyk.

Jeśli chcesz uzyskać bardziej szczegółowe informacje o działaniu każdego rdzenia, pobierz na swój komputer dowolny specjalny program, który skanuje system, a następnie wyświetla wyniki analizy. Przykładem jest TuneUp Utilities.

Po pobraniu programu uruchom go, poczekaj, aż sprawdzi wszystkie niezbędne pliki. W górnej części okna narzędzia znajdź opcję „Napraw problemy”, aw niej zakładkę „Pokaż informacje o systemie”. Otworzy się okno „Przegląd”, które pokrótce wskaże główne informacje dotyczące działania procesora.

Aby uzyskać szczegółowy raport dotyczący typu procesora, ilości pamięci podręcznej i wersji systemu BIOS, skorzystaj z zakładki „Urządzenia systemowe” programu. Dodatkowo w oknie „Procesor” znajduje się zakładka „Szczegóły”. Wejdź do niego, a dzięki dostępnym w nim opcjom dowiesz się, jakie technologie obsługuje procesor, a jakie nie są dla niego dostępne, a także uzyskasz wyczerpujące informacje o działaniu każdego pojedynczego rdzenia (jeśli jest ich kilka). z nich w komputerze).

Jeśli programy wykażą obecność jakichkolwiek usterek lub niedokładności w działaniu rdzeni i całego procesora, natychmiast skontaktuj się ze specjalistą w celu uzyskania pomocy - całkiem możliwe, że sprawa ograniczy się do ponownej instalacji sterowników, ale w ten sposób z pewnością chroń się przed możliwymi uszkodzeniami.

Źródła:

• Pobierz narzędzia TuneUp

Procesor, czyli CPU (jednostka centralna) – urządzenie przetwarzające kod programu. Wydajność komputera zależy głównie od charakterystyki procesora. Chipy wielordzeniowe są zdolne do równoległego wykonywania wielu strumieni instrukcji.

Instrukcja

Liczbę rdzeni w procesorze można określić za pomocą narzędzi systemu Windows. Uruchom „Menedżera zadań” za pomocą skrótów klawiszowych Alt + Ctrl + Delete lub kliknij prawym przyciskiem myszy puste miejsce na „Pasku zadań” i wybierz opcję „Menedżer zadań”. Możesz także użyć skrótu klawiaturowego Shift+Ctrl+Esc.

Przejdź do zakładki „Wydajność”. Liczba rdzeni procesora zazwyczaj odpowiada liczbie okien wyświetlających wykres obciążenia w sekcji „Historia procesora”. Należy jednak polegać na tych danych z ostrożnością. Być może masz włączone jądra na swoim komputerze, tj. imitacja wielordzeniowego procesora na jednordzeniowym.

Informacje o procesorze znajdziesz na stronie producenta. Wywołaj menu rozwijane, klikając prawym przyciskiem myszy ikonę „Mój komputer” i wybierz opcję „Właściwości”. Zakładka „Ogólne” wyświetla podstawowe informacje o systemie. Przepisz dane, które dotyczą procesora, wejdź na stronę producenta i znajdź interesujące Cię szczegóły.

Jest inny sposób: w „Panelu sterowania” kliknij dwukrotnie „Narzędzia administracyjne”, a następnie „Zarządzanie komputerem” i wybierz przystawkę „Menedżer urządzeń”. Rozwiń węzeł Procesory i nadpisz dane.

Możesz poznać charakterystykę techniczną procesora, w tym liczbę rdzeni, za pomocą programów innych firm. Pobierz i uruchom bezpłatne narzędzie CPU-Z. Zakładka CPU wyświetla informacje o tym urządzeniu. W najniższej sekcji, w oknie Rdzeń, podana jest liczba rdzeni procesora.

Innym przydatnym darmowym programem jest PC Wizard. Pobierz go ze strony programisty i zainstaluj na swoim komputerze. Uruchom, klikając dwukrotnie program uruchamiający PC Wizard.exe i klikając przycisk „Sprzęt”. Następnie kliknij ikonę „Procesor”. W prawej części okna, w sekcji „Element” znajdź wiersz Numer rdzenia, a w sekcji „Opis” liczbę rdzeni.

Teraz nie dziwi już, że komputer ma więcej niż jeden rdzeń. I najprawdopodobniej niedługo nadejdzie czas, kiedy produkcja komputerów jednordzeniowych przestanie być niepotrzebna. Dlatego dzisiaj ważne jest, aby wiedzieć, ile rdzeni ma twój komputer. Ta wiedza pozwoli ci zrozumieć, czy sprzedawca w sklepie ze sprzętem oszukał, czy możesz po prostu pochwalić się mocą swojego komputera znajomym. Istnieje kilka sposobów, aby dowiedzieć się, ile rdzeni jest w komputerze.

Komputer dwurdzeniowy to komputer, którego jednostka centralna ma dwa rdzenie. Technologia ta pozwala w dość dużym stopniu zwiększyć wydajność swojej pracy.

Co to jest procesor dwurdzeniowy

Procesor dwurdzeniowy to procesor, który ma dwa rdzenie na tej samej kości. Każdy z rdzeni z reguły ma architekturę Net Burst. Niektóre procesory dwurdzeniowe obsługują również technologię Hyper-Threading. Technologia ta umożliwia przetwarzanie procesów w czterech niezależnych strumieniach. Oznacza to, że jeden taki dwurdzeniowy procesor z tą technologią (fizyczną) zastępuje lub jest odpowiednikiem czterech procesorów logicznych, z punktu widzenia systemu operacyjnego.

Tak więc każdy rdzeń dwurdzeniowego procesora ma własną pamięć podręczną L2 o określonej ilości pamięci, a także współużytkowaną pamięć podręczną z dwukrotnie większą ilością pamięci. Z reguły chipy, na których powstają procesory dwurdzeniowe, mają wielkość około dwustu milimetrów kwadratowych, a liczba tranzystorów przekracza dwieście milionów jednostek. Warto zauważyć, że przy tak ogromnej liczbie elementów procesor ten, jak się wydaje, powinien generować dużą ilość ciepła, a co za tym idzie, być odpowiednio chłodzony. Jednak tak nie jest.

Najwyższa temperatura powierzchni kryształów wynosi około 70°C. Wynika to z faktu, że napięcie zasilające procesor nie przekracza półtora wolta, a maksymalna siła prądu wynosi sto dwadzieścia pięć amperów. Tym samym zwiększenie liczby rdzeni nie prowadzi do znacznego wzrostu poboru mocy, co jest bardzo ważne.

Zalety komputerów z procesorami dwurdzeniowymi

Potrzeba zwiększenia liczby rdzeni procesora pojawiła się, gdy stało się jasne, że dalszy wzrost jego częstotliwości taktowania nie prowadzi do znaczącej poprawy wydajności. Komputery z procesorami dwurdzeniowymi są przeznaczone do korzystania z aplikacji wykorzystujących wielowątkowe przetwarzanie informacji. Dlatego korzyści z takiego komputera nie są możliwe dla wszystkich programów. Do programów wykorzystujących możliwości dwóch rdzeni należą np. programy do renderowania scen trójwymiarowych, programy do przetwarzania obrazów wideo czy danych audio. Co więcej, dwurdzeniowy procesor przyniesie korzyści, gdy kilka programów zostanie uruchomionych na komputerze w tym samym czasie. W związku z tym takie procesory są zwykle używane w komputerach przeznaczonych do pracy z grafiką, a także do pracy z programami biurowymi. Tak więc na potrzeby gier ta technologia drugiego rdzenia jest prawie bezużyteczna.

Powiązane wideo

Ale wraz z podbojem nowych szczytów wskaźników częstotliwości trudniej było je zwiększyć, ponieważ wpłynęło to na wzrost TDP procesorów. Dlatego programiści zaczęli zwiększać szerokość procesorów, a mianowicie dodawać rdzenie i powstała koncepcja wielordzeniowości.

Dosłownie 6-7 lat temu procesory wielordzeniowe były praktycznie niespotykane. Nie, wielordzeniowe procesory tej samej firmy IBM istniały wcześniej, ale pojawienie się pierwszego dwurdzeniowego procesora dla komputery osobiste, miał miejsce dopiero w 2005 r., a procesor ten nosił nazwę Pentium D. Również w 2005 r. wypuszczono dwurdzeniowy procesor Opteron firmy AMD, ale dla systemów serwerowych.

W tym artykule nie będziemy szczegółowo zagłębiać się w fakty historyczne, ale omówimy współczesne procesory wielordzeniowe jako jedną z cech charakterystycznych procesora. A co najważniejsze – musimy wymyślić, co ten wielordzeniowy daje pod względem wydajności dla procesora oraz dla Ciebie i dla mnie.

Zwiększona wydajność dzięki wielordzeniowemu

Zasada zwiększania wydajności procesora dzięki kilku rdzeniom polega na podzieleniu wykonywania wątków (różnych zadań) na kilka rdzeni. Podsumowując, prawie każdy proces uruchomiony w twoim systemie ma wiele wątków.

Od razu zrobię rezerwację, że system operacyjny może wirtualnie tworzyć dla siebie wiele wątków i robić to wszystko jednocześnie, nawet jeśli fizycznie procesor jest jednordzeniowy. Ta zasada realizuje tę samą wielozadaniowość w systemie Windows (na przykład jednoczesne słuchanie muzyki i pisanie).

Weźmy na przykład program antywirusowy. Będziemy mieli jeden wątek skanujący komputer, drugi - aktualizację antywirusowej bazy danych (wszystko uprościliśmy, aby zrozumieć ogólną koncepcję).

I zastanów się, co stanie się w dwóch różnych przypadkach:

a) Procesor jednordzeniowy. Ponieważ dwa wątki działają jednocześnie, musimy stworzyć dla użytkownika (wizualnie) tę właśnie równoczesność wykonywania. System operacyjny jest podstępny:istnieje przełącznik między wykonaniem tych dwóch wątków (przełączniki te są natychmiastowe, a czas jest w milisekundach). Oznacza to, że system „przeprowadził” trochę aktualizację, a następnie nagle przełączył się na skanowanie, a następnie z powrotem na aktualizację. Tak więc wydaje się wam i mnie, że te dwa zadania są realizowane jednocześnie. Ale co się gubi? Oczywiście wydajność. Spójrzmy więc na drugą opcję.

b) Procesor jest wielordzeniowy. W takim przypadku ten przełącznik nie wystąpi. System wyraźnie wyśle ​​każdy wątek do osobnego rdzenia, co w efekcie pozwoli nam pozbyć się niekorzystnego dla wydajności przełączania się z wątku na wątek (idealizujmy sytuację). Dwa wątki działają jednocześnie, jest to zasada wielordzeniowości i wielowątkowości. Docelowo będziemy wykonywać skany i aktualizacje znacznie szybciej na procesorze wielordzeniowym niż na jednordzeniowym. Ale jest pewien haczyk - nie wszystkie programy obsługują procesory wielordzeniowe. Nie każdy program można w ten sposób zoptymalizować. I wszystko dzieje się dalekie od bycia tak doskonałym, jak opisaliśmy. Jednak każdego dnia programiści tworzą coraz więcej programów, których kod jest doskonale zoptymalizowany pod kątem wykonywania na procesorach wielordzeniowych.

Czy potrzebne są procesory wielordzeniowe? Codzienna rozsądność

Na wybór procesora dla komputera (czyli myśląc o liczbie rdzeni) należy określić główne rodzaje zadań, które będzie on wykonywał.

Aby poszerzyć wiedzę z zakresu sprzętu komputerowego, możesz zapoznać się z materiałem o gniazda procesora .

Punktem wyjścia można nazwać procesory dwurdzeniowe, ponieważ nie ma sensu wracać do rozwiązań jednordzeniowych. Ale procesory dwurdzeniowe są inne. Może nie jest to „najbardziej” świeży Celeron, a może to Core i3 na Ivy Bridge, podobnie jak AMD – Sempron czy Phenom II. Oczywiście ze względu na inne wskaźniki ich wydajność będzie bardzo różna, więc musisz spojrzeć na wszystko kompleksowo i porównać wielordzeniowy z innymi. charakterystyka procesora.

Na przykład Core i3 na Ivy Bridge ma technologię Hyper-Treading, która pozwala przetwarzać 4 wątki jednocześnie (system operacyjny widzi 4 rdzenie logiczne zamiast 2 fizycznych). A ten sam Celeron nie chwali się takimi.

Wróćmy jednak bezpośrednio do refleksji na temat wymaganych zadań. Jeśli komputer jest potrzebny do pracy biurowej i surfowania po Internecie, wystarczy do tego procesor dwurdzeniowy.

Jeśli chodzi o wydajność w grach, potrzebujesz co najmniej 4 rdzeni, aby czuć się komfortowo w większości gier. Ale tutaj pojawia się sam haczyk: nie wszystkie gry mają zoptymalizowany kod dla 4-rdzeniowych procesorów, a jeśli są zoptymalizowane, to nie jest tak wydajny, jak byśmy chcieli. Ale w zasadzie dla gier teraz optymalnym rozwiązaniem jest właśnie 4-rdzeniowy procesor.

Dziś te same 8-rdzeniowe procesory AMD są nadmiarowe w grach, to liczba rdzeni jest nadmiarowa, ale wydajność nie jest równa, ale mają inne zalety. Te same 8 rdzeni bardzo pomoże w zadaniach, w których potrzebna jest wydajna praca z wysokiej jakości wielowątkowym obciążeniem. Obejmuje to na przykład renderowanie (obliczanie) wideo lub przetwarzanie na serwerze. Dlatego do takich zadań potrzeba 6, 8 lub więcej rdzeni. A wkrótce gry będą mogły ładować 8 lub więcej rdzeni z wysoką jakością, więc w przyszłości wszystko będzie bardzo różowe.

Nie zapominaj, że wciąż istnieje wiele zadań, które tworzą obciążenie jednowątkowe. I powinieneś zadać sobie pytanie: czy potrzebuję tego 8-rdzeniowego, czy nie?

Podsumowując, chciałbym jeszcze raz zauważyć, że zalety wielordzeniowości ujawniają się podczas „ciężkiej” wielowątkowej pracy obliczeniowej. A jeśli nie grasz w gry o wygórowanych wymaganiach i nie wykonujesz określonych rodzajów pracy, które wymagają dobrej mocy obliczeniowej, to wydawanie pieniędzy na drogie procesory wielordzeniowe po prostu nie ma sensu (

• instruktaż

W tym artykule postaram się opisać terminologię używaną do opisu systemów zdolnych do wykonywania wielu programów równolegle, czyli wielordzeniowych, wieloprocesorowych, wielowątkowych. Różne typy równoległości w procesorze IA-32 pojawiły się w różnym czasie iw nieco niespójnej kolejności. Łatwo się pogubić w tym wszystkim, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że systemy operacyjne starają się ukrywać szczegóły przed mniej zaawansowanymi aplikacjami.

Celem artykułu jest pokazanie, że przy całej różnorodności możliwych konfiguracji systemów wieloprocesorowych, wielordzeniowych i wielowątkowych dla programów na nich działających, powstają możliwości zarówno abstrakcji (ignorowania różnic), jak i uwzględniania specyfiki ( możliwość programowego poznania konfiguracji).

Ostrzeżenie o znakach ®, ™, w artykule

Mój wyjaśnia, dlaczego pracownicy firmy powinni używać znaków praw autorskich w komunikacji publicznej. W tym artykule musiały być używane dość często.

procesor

Oczywiście najstarszym, najczęściej używanym i niejednoznacznym terminem jest „procesor”.

We współczesnym świecie procesor jest tym, co kupujemy w pięknym pudełku detalicznym lub niezbyt ładnym opakowaniu OEM. Niepodzielna jednostka włożona do gniazda na płycie głównej. Nawet jeśli nie ma złącza i nie można go usunąć, to znaczy, jeśli jest mocno przylutowany, to jest jeden chip.

Systemy mobilne (telefony, tablety, laptopy) i większość komputerów stacjonarnych ma jeden procesor. Stacje robocze i serwery czasami mają dwa lub więcej procesorów na tej samej płycie głównej.

Obsługa wielu procesorów w jednym systemie wymaga wielu zmian projektowych. Jako minimum konieczne jest zapewnienie ich fizycznego połączenia (zapewnienie kilku gniazd na płycie głównej), rozwiązanie problemów identyfikacji procesora (patrz dalej w tym artykule, jak również moja uwaga), koordynowanie dostępu do pamięci i dostarczanie przerwań ( kontroler przerwań musi być w stanie kierować przerwania do wielu procesorów) i oczywiście wspierać system operacyjny. Niestety nie udało mi się znaleźć udokumentowanej wzmianki o momencie, w którym powstał pierwszy system wieloprocesorowy na procesorach Intela, jednak Wikipedia twierdzi, że firma Sequent Computer Systems dostarczyła je już w 1987 roku przy użyciu procesorów Intel 80386. Powszechne wsparcie dla kilku chipów w jednym systemie staje się dostępne od początku z Intel® Pentium.

Jeśli jest kilka procesorów, każdy z nich ma własne złącze na płycie. Jednocześnie każdy z nich posiada całkowicie niezależne kopie wszystkich zasobów, takich jak rejestry, urządzenia wykonawcze, pamięci podręczne. Dzielą wspólną pamięć - RAM. Pamięć można z nimi łączyć na różne i raczej nietrywialne sposoby, ale to osobna historia, która wykracza poza ramy tego artykułu. Ważne jest to, że w każdym przypadku programy wykonywalne muszą tworzyć iluzję jednorodnej pamięci dzielonej, dostępnej ze wszystkich procesorów w systemie.

Gotowy do startu! Płyta główna Intel® D5400XS do komputerów desktop

Rdzeń

Historycznie wielordzeniowy procesor Intel IA-32 pojawił się później niż Intel® HyperThreading, ale jest następny w logicznej hierarchii.

Wydawałoby się, że jeśli w systemie jest więcej procesorów, to jego wydajność jest wyższa (na zadaniach, które mogą wykorzystywać wszystkie zasoby). Jednakże, jeśli koszt komunikacji między nimi jest zbyt wysoki, wtedy cały zysk z równoległości zostanie zabity przez duże opóźnienia w przesyłaniu wspólnych danych. To jest dokładnie to, co obserwuje się w systemach wieloprocesorowych – zarówno fizycznie, jak i logicznie są od siebie bardzo oddalone. Aby skutecznie komunikować się w takich warunkach, należy wynaleźć wyspecjalizowane magistrale, takie jak Intel® QuickPath Interconnect. Zużycie energii, wielkość i cena finalnego rozwiązania oczywiście nie zmniejszają się od tego wszystkiego. Z pomocą powinna przyjść wysoka integracja komponentów - obwody wykonujące części programu równoległego powinny być zbliżone do siebie, najlepiej na jednym chipie. Innymi słowy, jeden przetwórca powinien zorganizować kilka jądra, identyczne we wszystkim, ale działające niezależnie.

Pierwsze wielordzeniowe procesory IA-32 firmy Intel zostały wprowadzone w 2005 roku. Od tego czasu średnia liczba rdzeni w platformach serwerowych, desktopowych, a obecnie mobilnych stale rośnie.

W przeciwieństwie do dwóch jednordzeniowych procesorów w tym samym systemie, które współdzielą tylko pamięć, dwa rdzenie mogą również współużytkować pamięć podręczną i inne zasoby odpowiedzialne za interakcję z pamięcią. Najczęściej skrytki pierwszego poziomu pozostają prywatne (każdy rdzeń ma swój własny), natomiast drugi i trzeci poziom mogą być współdzielone lub oddzielne. Taka organizacja systemu zmniejsza opóźnienia w dostarczaniu danych między sąsiednimi rdzeniami, zwłaszcza jeśli pracują nad wspólnym zadaniem.

Mikrografia czterordzeniowego procesora Intel o nazwie kodowej Nehalem. Podświetlone są oddzielne rdzenie, współdzielona pamięć podręczna L3, a także łącza QPI do innych procesorów i współdzielony kontroler pamięci.

hiperwątk

Do około 2002 roku jedynym sposobem na uzyskanie systemu IA-32 zdolnego do wykonywania dwóch lub więcej programów równolegle było użycie konkretnie systemów wieloprocesorowych. Intel® Pentium® 4, a także linia Xeon o nazwie kodowej Foster (Netburst), wprowadziły nową technologię — hyperthreading lub hyperthreading — Intel® HyperThreading (zwaną dalej HT).

Nie ma nic nowego pod słońcem. HT jest szczególnym przypadkiem tego, co w literaturze określa się mianem jednoczesnej wielowątkowości (SMT). W przeciwieństwie do „prawdziwych” rdzeni, które są kompletnymi i niezależnymi kopiami, w przypadku HT tylko część węzłów wewnętrznych jest zduplikowana w jednym procesorze, odpowiedzialnym przede wszystkim za przechowywanie stanu architektonicznego – rejestrów. Węzły wykonawcze odpowiedzialne za organizację i przetwarzanie danych pozostają w liczbie pojedynczej iw każdym momencie są wykorzystywane przez co najwyżej jeden z wątków. Podobnie jak rdzenie, hiperwątki współdzielą między sobą pamięć podręczną, ale od jakiego poziomu zależy od konkretnego systemu.

Nie będę próbował wyjaśniać wszystkich zalet i wad projektów SMT w ogóle, a projektów HT w szczególności. Zainteresowany czytelnik może znaleźć dość szczegółowe omówienie technologii w wielu źródłach i oczywiście w Wikipedii. Zwrócę jednak uwagę na następujący ważny punkt, który wyjaśnia obecne ograniczenia liczby hiperwątków w rzeczywistej produkcji.

Limity wątków

W jakich przypadkach uzasadniona jest obecność „nieuczciwego” wielordzeniowego rdzenia w postaci HT? Jeśli jeden wątek aplikacji nie jest w stanie załadować wszystkich węzłów wykonawczych wewnątrz jądra, mogą one zostać „pożyczone” do innego wątku. Jest to typowe dla aplikacji, które mają „wąskie gardło” nie w obliczeniach, ale w dostępie do danych, czyli często generującym braki w pamięci podręcznej i konieczności oczekiwania na dostarczenie danych z pamięci. W tym czasie jądro bez HT będzie zmuszone do bezczynności. Obecność HT pozwala szybko przełączyć wolne węzły wykonawcze do innego stanu architektury (ponieważ jest po prostu zduplikowana) i wykonać jego instrukcje. Jest to szczególny przypadek sztuczki zwanej ukrywaniem opóźnień, gdy jedna długa operacja, podczas której użyteczne zasoby są bezczynne, jest maskowana przez równoległe wykonywanie innych zadań. Jeśli aplikacja ma już wysoki stopień wykorzystania zasobów jądra, obecność hiperwątkowości nie pozwoli na przyspieszenie - tutaj potrzebne są „uczciwe” jądra.

Typowe scenariusze dla aplikacji desktopowych i serwerowych zaprojektowanych dla architektur maszyn ogólnego przeznaczenia mają potencjał dla równoległości zaimplementowanej przy użyciu HT. Jednak ten potencjał szybko się „wyczerpuje”. Być może z tego powodu na prawie wszystkich procesorach IA-32 liczba hiperwątków sprzętowych nie przekracza dwóch. W typowych scenariuszach zysk z zastosowania trzech lub więcej hiperwątkowości byłby niewielki, ale utrata rozmiaru matrycy, zużycia energii i kosztów jest znacząca.

Inną sytuację obserwuje się w typowych zadaniach wykonywanych na akceleratorach wideo. Dlatego architektury te charakteryzują się wykorzystaniem technologii SMT z większą liczbą wątków. Ponieważ koprocesory Intel® Xeon Phi (wprowadzone w 2010 r.) są ideologicznie i genealogicznie dość bliskie kartom graficznym, mogą mieć cztery hiperwątkowość na każdym rdzeniu — konfiguracja unikalna dla IA-32.

procesor logiczny

Z trzech opisanych „poziomów” paralelizmu (procesory, rdzenie, hiperwątki) niektórych lub nawet wszystkich może brakować w danym systemie. Wpływają na to ustawienia systemu BIOS (wielordzeniowy i wielowątkowość są wyłączane niezależnie), funkcje mikroarchitektury (na przykład HT nie było dostępne w Intel® Core™ Duo, ale zostało przywrócone wraz z wydaniem Nehalem) oraz zdarzenia systemowe (serwery wieloprocesorowe mogą wyłączać uszkodzone procesory w przypadku awarii i nadal "latać" na pozostałych). W jaki sposób to wielowarstwowe zoo współbieżności jest widoczne dla systemu operacyjnego, a ostatecznie dla aplikacji?

Ponadto, dla wygody, liczbę procesorów, rdzeni i wątków w danym systemie oznaczamy potrójną ( x, tak, z), gdzie x to liczba procesorów tak to liczba rdzeni w każdym procesorze, oraz z to liczba hiperwątków w każdym rdzeniu. W dalszej części będę odnosić się do tego trio topologia- ustalony termin, który ma niewiele wspólnego z działem matematyki. Praca p = xyz określa liczbę nazwanych podmiotów procesory logiczne systemy. Definiuje całkowitą liczbę niezależnych kontekstów procesu aplikacji w systemie z pamięcią współużytkowaną działających równolegle, którą system operacyjny musi wziąć pod uwagę. Mówię „wymuszone”, ponieważ nie może kontrolować kolejności wykonywania dwóch procesów, które są na różnych procesorach logicznych. Dotyczy to również hiperwątków: chociaż działają „sekwencyjnie” na tym samym rdzeniu, ich konkretna kolejność jest podyktowana sprzętem i nie jest widoczna ani kontrolowana przez programy.

Najczęściej system operacyjny ukrywa przed aplikacjami końcowymi cechy topologii fizycznej systemu, na którym działa. Na przykład następujące trzy topologie: (2, 1, 1), (1, 2, 1) i (1, 1, 2) - system operacyjny będzie reprezentowany jako dwa procesory logiczne, chociaż pierwszy z nich ma dwa procesory , drugi ma dwa rdzenie, a trzeci to tylko dwa wątki.

Menedżer zadań Windows pokazuje 8 procesorów logicznych; ale ile to jest w procesorach, rdzeniach i hiperwątkach?

Top Linux pokazuje 4 procesory logiczne.

Jest to dość wygodne dla twórców aplikacji aplikacyjnych – nie mają do czynienia z funkcjami sprzętowymi, które często są dla nich nieistotne.

Programowa definicja topologii

Oczywiście wyabstrahowanie topologii do jednej liczby procesorów logicznych w niektórych przypadkach stwarza wystarczające podstawy do zamieszania i nieporozumień (w gorących sporach internetowych). Aplikacje komputerowe, które chcą uzyskać najwyższą wydajność ze sprzętu, wymagają precyzyjnej kontroli nad rozmieszczeniem ich wątków: bliżej siebie na sąsiednich hiperwątkach lub odwrotnie, dalej na różnych procesorach. Szybkość komunikacji między procesorami logicznymi w ramach tego samego rdzenia lub procesora jest znacznie większa niż szybkość przesyłania danych między procesorami. Obraz komplikuje również możliwość niejednorodności w organizacji pamięci RAM.

Informacje o topologii systemu jako całości, a także o położeniu każdego procesora logicznego w IA-32 są dostępne za pomocą instrukcji CPUID. Od czasu pojawienia się pierwszych systemów wieloprocesorowych schemat identyfikacji procesorów logicznych był kilkakrotnie rozszerzany. Do chwili obecnej jego części znajdują się w arkuszach 1, 4 i 11 identyfikatora CPUID. Które z arkuszy do obejrzenia można określić na podstawie poniższego schematu blokowego, zaczerpniętego z artykułu:

Nie będę się tu nudził wszystkimi szczegółami poszczególnych części tego algorytmu. Jeśli jest zainteresowanie, to można temu poświęcić kolejną część artykułu. Zainteresowanego czytelnika odsyłam do, w którym ta kwestia jest analizowana jak najdokładniej. Tutaj najpierw krótko opiszę, czym jest APIC i jaki jest jego związek z topologią. Następnie rozważ pracę z arkuszem 0xB (jedenaście po przecinku), który jest obecnie najnowszym słowem w „apico-building”.

Identyfikator APIC

Lokalny APIC (zaawansowany programowalny kontroler przerwań) to urządzenie (obecnie część procesora) odpowiedzialne za pracę z przerwaniami przychodzącymi do określonego procesora logicznego. Każdy procesor logiczny ma swój własny APIC. A każdy z nich w systemie musi mieć unikalną wartość APIC ID. Numer ten jest używany przez kontrolery przerwań do adresowania podczas dostarczania komunikatów oraz przez wszystkie inne osoby (takie jak system operacyjny) do identyfikowania procesorów logicznych. Specyfikacja tego kontrolera przerwań ewoluowała od Intel 8259 PIC przez Dual PIC, APIC i xAPIC do x2APIC.

W tej chwili szerokość liczby przechowywanej w APIC ID osiągnęła pełne 32 bity, choć w przeszłości była ograniczona do 16, a wcześniej tylko do 8 bitów. Dziś pozostałości po dawnych czasach są rozproszone po całym CPUID, ale wszystkie 32 bity identyfikatora APIC są zwracane w CPUID.0xB.EDX. Każdy procesor logiczny niezależnie wykonujący instrukcję CPUID zwróci inną wartość.

Wyjaśnienie więzów rodzinnych

Sama wartość identyfikatora APIC nie mówi nic o topologii. Aby dowiedzieć się, które dwa procesory logiczne znajdują się w tym samym procesorze fizycznym (tj. są „braćmi” hiperwątków), które dwa znajdują się w tym samym procesorze, a które są zupełnie różnymi procesorami, musisz porównać ich wartości identyfikatorów APIC. W zależności od stopnia pokrewieństwa, niektóre ich fragmenty będą pasować. Ta informacja jest zawarta w podlistach CPUID.0xB, które są zakodowane za pomocą operandu w ECX. Każdy z nich opisuje położenie pola bitowego jednego z poziomów topologii w EAX (dokładniej liczbę bitów, które należy przesunąć w APIC ID w prawo, aby usunąć niższe poziomy topologii), a także jako rodzaj tego poziomu - hyperthread, core lub processor - w ECX.

Procesory logiczne w tym samym rdzeniu dopasują wszystkie bity APIC ID z wyjątkiem tych w polu SMT. W przypadku procesorów logicznych, które znajdują się w tym samym procesorze, wszystkie bity z wyjątkiem pól Core i SMT. Ponieważ liczba podarkuszy dla CPUID.0xB może rosnąć, schemat ten będzie obsługiwał opis topologii z większą liczbą poziomów, jeśli będzie to konieczne w przyszłości. Ponadto możliwe będzie wprowadzenie poziomów pośrednich pomiędzy istniejącymi.

Ważną konsekwencją organizacji tego schematu jest to, że w zestawie wszystkich identyfikatorów APIC wszystkich procesorów logicznych systemu mogą znajdować się „dziury”, tj. nie pójdą sekwencyjnie. Na przykład w procesorze wielordzeniowym z wyłączonym HT wszystkie identyfikatory APIC mogą okazać się parzyste, ponieważ najmniej znaczący bit odpowiedzialny za zakodowanie numeru hiperwątku będzie zawsze równy zero.

Należy zauważyć, że CPUID.0xB nie jest jedynym źródłem informacji o procesorach logicznych dostępnych dla systemu operacyjnego. Lista wszystkich dostępnych procesorów wraz z ich wartościami APIC ID jest zakodowana w tabeli MADT ACPI.

Systemy operacyjne i topologia

Systemy operacyjne udostępniają aplikacjom informacje o logicznej topologii procesora za pośrednictwem ich własnych interfejsów.

W systemie Linux informacje o topologii są zawarte w pseudopliku /proc/cpuinfo, a także dane wyjściowe polecenia dmidecode. W poniższym przykładzie filtruję zawartość cpuinfo w niektórych czterordzeniowych systemach innych niż HT, pozostawiając tylko wpisy związane z topologią:

Ukryty tekst

[e-mail chroniony]:~$ cat /proc/cpuinfo |grep "procesor\|fizyczny\ id\|rodzeństwo\|core\|cores\|apicid" procesor: 0 fizyczne id: 0 rodzeństwo: 4 id rdzenia: 0 rdzenie cpu: 2 apicid: 0 początkowy apicid: 0 procesor: 1 id fizyczny: 0 rodzeństwo: 4 id rdzenia: 0 rdzenie cpu: 2 apicid: 1 początkowy apicid: 1 procesor: 2 id fizyczny: 0 rodzeństwo: 4 id rdzenia: 1 rdzenie cpu: 2 apicid: 2 początkowy apicid: 2 procesor: 3 fizyczny id: 0 rodzeństwo: 4 id rdzenia: 1 rdzenie cpu: 2 apicid: 3 początkowy apicid: 3

We FreeBSD topologia jest raportowana przez mechanizm sysctl w zmiennej kern.sched.topology_spec jako XML:

Ukryty tekst

[e-mail chroniony]:~$ sysctl kern.sched.topology_spec kern.sched.topology_spec: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 0, 1 grupa WĄTÓWGrupa SMT 2, 3 grupa WĄTÓWGrupa SMT 4, 5 grupa WĄTÓWGrupa SMT 6, 7 grupa WĄTÓWGrupa SMT

W systemie MS Windows 8 informacje o topologii można zobaczyć w Menedżerze zadań.

Dzień dobry, drodzy czytelnicy naszego technobloga. Dziś nie mamy recenzji, ale rodzaj porównania, który procesor jest lepszy 2 rdzeniowy czy 4 rdzeniowy? Zastanawiam się, kto pokazuje się fajniej w 2018 roku? W takim razie zacznijmy. Powiedzmy od razu, że w większości przypadków dłoń trafi do urządzenia z dużą liczbą modułów fizycznych, ale chipy z 2 rdzeniami nie są tak proste, jak się wydaje na pierwszy rzut oka.

Wielu zapewne już domyślało się, że weźmiemy pod uwagę wszystkich obecnych przedstawicieli Intela z rodziny Pentium Coffee Lake i popularnego „hyperstumpa” G4560 (Kaby Lake). Jak trafne są modele w bieżącym roku i czy warto pomyśleć o zakupie wydajniejszego AMD Ryzen lub tego samego Core i3 z 4 rdzeniami.

Rodzina AMD Godavari i Bristol Ridge jest celowo nie brana pod uwagę z jednego prostego powodu – nie ma już dalszego potencjału, a sama platforma okazała się nie najbardziej udana, jak można się było spodziewać.

Często takie rozwiązania kupuje się albo z niewiedzy, albo „na zmianę” jako swego rodzaju najtańszy montaż do internetu i filmów online. Ale nie jesteśmy szczególnie zadowoleni z tego stanu rzeczy.

Różnice między układami 2-rdzeniowymi i 4-rdzeniowymi

Rozważ główne punkty, które odróżniają pierwszą kategorię żetonów od drugiej. Na poziomie sprzętowym widać, że różni się tylko liczba jednostek obliczeniowych. W innych przypadkach rdzenie łączy szybka magistrala wymiany danych, wspólny kontroler pamięci do owocnej i wydajnej pracy z pamięcią RAM.

Często pamięć podręczna L1 każdego rdzenia jest indywidualną wartością, ale L2 może być albo taka sama dla wszystkich, albo też indywidualna dla każdego bloku. Jednak w tym przypadku dodatkowo wykorzystywana jest pamięć podręczna L3.

Teoretycznie rozwiązania 4-rdzeniowe powinny być 2 razy szybsze i wydajniejsze, ponieważ wykonują o 100% więcej operacji na zegar (za podstawę przyjmiemy identyczną częstotliwość, pamięć podręczną, proces produkcyjny i wszystkie inne parametry). Ale w praktyce sytuacja zmienia się zupełnie nieliniowo.

Ale tutaj warto oddać hołd: w wielowątkowości cała esencja 4 rdzeni jest w pełni ujawniona.

Dlaczego procesory 2-rdzeniowe są nadal popularne?

Jeśli spojrzysz na mobilny segment elektroniki, zobaczysz dominację 6-8 chipów jądrowych, które wyglądają jak najbardziej organiczne i są ładowane równolegle podczas wykonywania wszystkich zadań. Dlaczego? Systemy operacyjne Android i iOS to dość młode systemy o wysokim poziomie konkurencji, dlatego optymalizacja każdej aplikacji jest kluczem do sukcesu w sprzedaży urządzeń.

W branży PC sytuacja jest inna, a oto dlaczego:

Zgodność. Tworząc dowolne oprogramowanie, programiści starają się zadowolić zarówno nowych, jak i starych odbiorców słabym sprzętem. Większy nacisk kładzie się na procesory 2-rdzeniowe ze szkodą dla obsługi 8-rdzeniowych.

Równoległość zadań. Pomimo dominacji technologii w 2018 r., uzyskanie programu do pracy z wieloma rdzeniami i wątkami procesora równolegle nadal nie jest łatwe. Jeśli chodzi o obliczanie kilku zupełnie różnych aplikacji, to nie ma pytań, ale jeśli chodzi o obliczenia w ramach jednego programu, jest już gorzej: trzeba regularnie obliczać zupełnie inne informacje, nie zapominając o powodzeniu zadań i nieobecności błędów w obliczeniach.

W grach sytuacja jest jeszcze ciekawsza, ponieważ dzielenie wolumenów informacji na równe „udziały” jest prawie niemożliwe. W efekcie otrzymujemy następujący obraz: jedna jednostka obliczeniowa jest w 100% zaolejona, pozostałe 3 czekają na swoją kolej.

Ciągłość. Każde nowe rozwiązanie opiera się na wcześniejszych opracowaniach. Pisanie kodu od zera jest nie tylko drogie, ale też często nieopłacalne dla centrum rozwoju, bo „ludzie będą mieli dość, a użytkownicy 2-rdzeniowych chipów wciąż stanowią lwią część”.

Weźmy na przykład wiele kultowych projektów, takich jak Lineage 2, AION, World of Tanks. Wszystkie zostały stworzone na bazie starożytnych silników, które potrafią odpowiednio obciążyć tylko jeden rdzeń fizyczny, dlatego w obliczeniach główną rolę odgrywa tylko częstotliwość chipów.
Finansowanie. Nie każdy może sobie pozwolić na stworzenie zupełnie nowego produktu, przeznaczonego nie na 4,8, 16 wątków. Jest to zbyt drogie iw większości przypadków nieuzasadnione. Weźmy na przykład to samo kultowe GTA V, które bez problemu „zje” zarówno 12, jak i 16 wątków, nie mówiąc już o rdzeniach.

Koszt jego opracowania przekroczył dobre 200 milionów dolarów, co samo w sobie jest już bardzo drogie. Tak, gra odniosła sukces, bo wiarygodność Rockstar wśród graczy była ogromna. A gdyby to był młody startup? Tutaj już wszystko rozumiesz.

Czy potrzebne są procesory wielordzeniowe?

Spójrzmy na sytuację z punktu widzenia prostego laika. Większość użytkowników jest zadowolona z 2 rdzeni z następujących powodów:

• niskie potrzeby;
• większość aplikacji działa stabilnie;
• gry nie są najwyższym priorytetem;
• niski koszt montażu;
• same procesory są tanie;
• większość kupuje gotowe rozwiązania;
• niektórzy użytkownicy nie mają pojęcia, co sprzedają w sklepach i czują się świetnie.

Czy można grać na 2 rdzeniach? Tak, nie ma problemu, co od kilku lat sprawdza się z powodzeniem w linii Intel Core i3 aż do 7. generacji. Dużą popularnością cieszyły się również Pentium Kaby Lake, które po raz pierwszy w historii wprowadziło obsługę Hyper Threading.
Czy powinienem teraz kupić 2 rdzenie, aczkolwiek z 4 wątkami? Wyłącznie do zadań biurowych. Era tych chipów stopniowo zanika, a producenci zaczęli masowo przestawiać się na 4 pełnoprawne rdzenie fizyczne, dlatego nie powinieneś rozważać tego samego Pentium i Core i3 Kaby Lake w dłuższej perspektywie. AMD całkowicie zrezygnowało z 2 rdzeni.