Višejezgreni procesor: što je i čemu služi

Opći je trend pronaći višejezgreni procesor unutar osobnog računala, tako da, ako još uvijek ne znate o čemu govorimo, vrijeme je da upoznate te procesore. Zapravo su s nama gotovo cijelo desetljeće, što nam daje sve više snage i većih kapaciteta za obradu informacija, pretvarajući naš stroj u prave centre podataka s radnim površinama.

Sadržaj indeks

Višejezgreni procesori revolucionirali su tržište, prvo za potrošnju velikih tvrtki i podatkovnih centara , a zatim i za normalne korisnike, čime su skočili u novu eru opreme visokih performansi. Čak i naš Smartphone ima multicore procesore.

Koja je funkcija procesora u računalu

No prije nego što počnemo vidjeti o čemu se radi u višejezgrenim procesorima, vrijedno je osvježiti malo memorije, definirati čemu zapravo služi procesor. Možda se u ovom trenutku čini glupim, ali ne znaju svi ove bitne komponente u trenutnom dobu, a vrijeme je.

Procesor, CPU ili središnja procesna jedinica sastoji se od elektroničkog sklopa dizajniranog od tranzistora, logičkih vrata i linija s električnim signalima koji mogu izvršavati zadatke i upute. Ove su upute generirane računalnim programom i interakcijom (ili ne) ljudskog bića ili čak drugih programa. Na ovaj način u mogućnosti smo obavljati produktivne zadatke temeljene na podacima putem računala.

Računalo i bilo koji drugi elektronički uređaj nije bilo moguće zamisliti bez prisustva procesora. Možda je više ili manje složen, ali bilo koji uređaj sposoban za obavljanje određenog zadatka treba ovoj jedinici pretvoriti električne signale u podatke, pa čak i u fizičke zadatke, poput montažnih linija korisnih za ljude.

Koja je srž procesora

Kao i bilo koja druga komponenta, procesor se sastoji od različitih elemenata unutar njega. Mi nazivamo ovu kombinaciju arhitekture elemenata, a ona koju trenutno imamo unutar procesora našeg računala je x86, skup kodova, parametara i elektroničkih komponenti koje su u kombinaciji sposobne izračunati ove upute jednostavnim postupanjem logičke i aritmetičke operacije.

Unutarnja struktura procesora

Jezgra ili jezgra procesora je jedinica ili integrirani krug koji je odgovoran za obradu svih tih podataka. Sastavljen od milijuna tranzistora opremljenih funkcionalnom logičkom strukturom, sposoban je upravljati podacima koji ulaze, u obliku operandara i operatora, da bi se generirali rezultati koji omogućuju rad programa. To je, dakle, osnovna cjelina procesora.

Da biste zvučali, jezgra procesora sastoji se od ovih glavnih elemenata:

• Upravljačka jedinica (UC): zadužena je za sinkrono upravljanje radom procesora, u ovom slučaju jezgre. Daje naredbe u obliku električnih signala različitim komponentama (CPU, RAM, periferna oprema) tako da rade sinkrono. Aritmetičko-logička jedinica (ALU): odgovorna je za obavljanje svih logičkih i aritmetičkih operacija s cijelim brojevima s podacima koje prima Registri: registri su stanice koje omogućuju pohranjivanje uputa koje se izvode i rezultata izvedene operacije,

Za što su više jezgara?

Utrka proizvođača da imaju najmoćniji i najbrži proizvod ikada je postojala, a u elektronici se ne razlikuje. U njegovo doba bila je prekretnica stvoriti procesor s frekvencijom većom od 1 GHz. U slučaju da ne znate, GHz mjeri broj operacija koje procesor može izvesti

GHz: što je i što je gigaherc u računanju

Utrka za više GHz

Prvi procesor koji je dostigao 1 GHz bio je DEC Alpha 1992. godine, ali kada je u pitanju CPU za osobna računala, to je bilo tek 1999. kada je Intel, sa svojim Pentium III i AMD, sa svojim Athlon ugrađenim procesorima koji su dostigli ove brojke., Trenutačno su proizvođači imali na umu samo jedno, " više GHz to bolje ", jer se moglo raditi više operacija u jedinici vremena.

Nakon nekoliko godina, proizvođači su pronašli ograničenje u broju GHz svojih procesora, zašto? jer zbog ogromne količine topline koja se generirala u njenoj jezgri, stavljajući cjelovitost materijala i toplinskih toplina do krajnjih granica. Isto tako, pokrenuta je i potrošnja za svaki Hz s povećanjem frekvencije.

Utrka za više jezgara

Nakon tog ograničenja, proizvođači su morali napraviti paradigmu, i tako je nastao novi cilj, "što više jezgara to bolje ". Razmislimo, ako je jezgro zaduženo za obavljanje operacija, tada povećavamo broj jezgara koje možemo udvostručiti, utrostručiti,… broj operacija koje se mogu obaviti. Očito je tako, s dvije jezgre možemo istovremeno raditi dvije operacije, a s četiri možemo obaviti 4 ove operacije.

Intel Pentium Extreme Edition 840

Cilj koji je Intel zadao da dostigne 10 GHz sa svojom NetBurst arhitekturom ostavljen je, nešto što do sada nije postignuto, barem ne sa rashladnim sustavima dostupnim normalnim korisnicima. Dakle, najbolji način za postizanje dobre skalabilnosti u snazi ​​i kapacitetu obrade bio je ovaj, imaju procesore s određenim brojem jezgara, a također i na određenoj frekvenciji.

Počeli su se primjenjivati ​​dvojezgreni procesori, bilo da proizvode dva pojedinačna procesora, ili još puno bolje, integrirajući dva DIE (kruga) u jedan čip. Time se štedi puno prostora na matičnim pločama, iako je potrebna veća složenost za implementaciju njegove komunikacijske strukture s ostalim komponentama, poput predmemorijske memorije, sabirnice itd.

Prvi procesori s više jezgara

U ovom je trenutku prilično zanimljivo znati koji su bili prvi višejezgreni procesori koji su se pojavili na tržištu. I kao što možete zamisliti, počeci su bili kao i uvijek za korporativnu upotrebu na poslužiteljima, a također kao i uvijek IBM. Prvi višejezgreni procesor bio je IBM POWER4 s dvije jezgre na jednom DIE i baznom frekvencijom od 1, 1 GHz, proizveden 2001. godine.

No tek su se 2005. pojavili prvi dual-core procesori za masovnu potrošnju na njihovim stolnim računalima. Intel je ukrao novčanik AMD-u nekoliko tjedana unaprijed sa svojim Intel Pentium Extreme Edition 840 s HiperThreadingom, kasnije objavljujući AMD Athlon X2.

Nakon toga, proizvođači su pokrenuli i počeli uvesti jezgre neselektivno, s posljedičnom minijaturizacijom tranzistora. Trenutno se proizvodni proces temelji na tranzistorima od samo 7 nm koje je AMD implementirao u svojoj trećoj generaciji Ryzen, a 12 nm implementirao Intel. Ovim smo uspjeli uvesti veći broj jezgara i krugova u isti čip, čime smo povećali moć obrade i smanjili potrošnju. Zapravo na tržištu imamo do 32 jezgrena procesora, koji su AMD-ovi Threadrippers.

Što trebamo da bismo iskoristili jezgre procesora

Logika se čini vrlo jednostavnom, umetnite jezgre i povećajte broj istodobnih procesa. Ali u početku je to bila velika glavobolja proizvođačima hardvera, a posebno proizvođačima softvera.

A je li to da su programi osmišljeni (sastavljeni) samo za rad s kernelom. Ne samo da nam je potreban procesor koji je fizički sposoban za obavljanje više istodobnih operacija, nego i program koji generira ove upute može to učiniti komunicirajući sa svakom od dostupnih jezgara. Čak su i operativni sustavi morali mijenjati svoju arhitekturu da bi mogli istovremeno učinkovito koristiti više jezgara.

Na taj su način programeri počeli raditi i počeli sastavljati nove programe s podrškom za višestruke jezgre, tako da trenutno program može učinkovito koristiti sve jezgre koje su dostupne na računalu. Tako množeći niti izvršenja na potreban iznos. Jer ako bi se pored jezgara pojavio i pojam niti o izvršenju.

U procesoru s više jezgri bitno je usporediti procese koje program izvršava, a to podrazumijeva da svaka jezgra uspije izvršavati zadatak paralelno s drugom, i uzastopno, jednom za drugim. Ova metoda stvaranja različitih zadataka istovremeno iz programa naziva se procesnim nitima, radnim nitima, nitima ili jednostavno Konac na engleskom jeziku. I operativni sustav i programi moraju biti u mogućnosti stvarati paralelne procesne niti kako bi iskoristili punu snagu procesora. Ovo je vrlo značajno jer dizajn CAD-a, uređivanje videa ili programi rade jako dobro, dok igre imaju načina.

Koje su niti procesora? Razlike s jezgrama

HyperThreading i SMT

Kao rezultat navedenog, pojavljuju se tehnologije proizvođača procesora. Najpoznatiji među njima je HyperThreading koji je Intel počeo koristiti u svojim procesorima, a kasnije će AMD to učiniti po njihovom s CMT tehnologijom, a zatim s evolucijom do SMT-a (Simultano Multi-Threading).

Ova se tehnologija sastoji od postojanja dvije jezgre u jednoj, ali one neće biti prave jezgre, već logično, nešto što se u programiranju naziva obrada niti ili niti. O tome smo već razgovarali. Ideja je još jednom podijeliti radno opterećenje između jezgara, segmentiranje svakog od zadataka koji se izvode u niti, tako da se izvršavaju kada je jezgra slobodna.

Postoje procesori koji, na primjer, imaju samo dvije jezgre, ali imaju 4 niti zahvaljujući ovim tehnologijama. Intel ga koristi prvenstveno u svojim performansama Intel Core procesore i prijenosnim procesorima, dok ga je AMD implementirao u čitav niz Ryzen procesora.

Što je HyperThreading?

Kako znati koliko jezgara ima moj procesor

Već znamo što su jezgre i što su niti i njihova važnost za višejezgreni procesor. Dakle, posljednja stvar koja nam je ostala jest znati kako znati koliko jezgara ima naš procesor.

Trebali biste znati da Windows ponekad ne razlikuje jezgre i niti jer će se one pojavljivati ​​s nazivom jezgara ili procesora, na primjer, u alatu "msiconfig". Ako otvorimo upravitelja zadataka i idemo na odjeljak o performansama, možemo vidjeti popis na kojem se pojavljuje broj jezgara i logički procesori procesora. No, grafika koja će nam se prikazati bit će izravno s logičkim jezgrama, baš poput one koja se pojavljuje u Monitoru performansi ako ga otvorimo.

Kako znati koliko jezgara ima moj procesor

Zaključak i zanimljive poveznice

Dolazimo do kraja i nadamo se da smo dostojno objasnili što je višejezgreni procesor, te najvažnije koncepte vezane uz temu. Trenutno postoje prava čudovišta s do 32 jezgre i 64 niti. Ali da bi procesor bio učinkovit, nije važan samo broj jezgara i njihova frekvencija, već i kako je izgrađen, učinkovitost njegovih sabirnica podataka te komunikacija i način rada njegovih jezgara, a Intel slijedi sljedeće: korak ispred AMD-a. Uskoro ćemo vidjeti nove Ryzen 3000-ove koji obećavaju da će nadmašiti Intelove najmoćnije desktop procesore, pa nam budite pažljivi za naše preglede.

Ako imate bilo kakva pitanja ili točke u vezi s temom ili želite nešto pojasniti, pozivamo vas da to učinite pomoću donjeg polja za komentare.