Бир процессорго бир нече өзөктөрдү кошуу заманбап операциялык системалардын көп тапшырмалуу мүнөзүнүн аркасында олуттуу артыкчылыктарды берет. Бирок, кээ бир максаттар үчүн, канча өзөктү кошуунун баасына салыштырмалуу жакшыртууларды береринин жогорку практикалык чеги бар.
Көп ядролуу технологиянын жетишкендиктери
Көп ядролуу процессорлор жеке компьютерлерде 2000-жылдардын башынан бери жеткиликтүү. Көп ядролуу конструкциялар процессорлордун сааттык ылдамдыгы жана канчалык эффективдүү муздатылышы жана тактыгын сактай тургандыгы боюнча физикалык чектөөлөрүнүн чегине жеткен көйгөйдү чечти. Бир процессордун чипиндеги кошумча өзөктөргө өтүү менен өндүрүүчүлөр CPU иштете ала турган маалыматтардын көлөмүн эффективдүү көбөйтүү менен сааттын ылдамдыгына байланыштуу көйгөйлөрдөн качышты.
Алар алгач чыгарылганда, өндүрүүчүлөр бир CPUда эки эле өзөктү сунушташкан, бирок азыр төрт, алты жана ал тургай 10 же андан көп варианттар бар. Өзөктөрдү кошуудан тышкары, Intelдин Hyper-Threading сыяктуу бир убактагы көп агым технологиялары операциялык тутум көрүүчү виртуалдык өзөктөрдү эки эсеге көбөйтөт.
Процесстер жана темалар
Процесс – бул компьютерде иштеген программа сыяктуу белгилүү бир тапшырма. Процесс бир же бир нече жиптен турат.
Жип – бул компьютердеги процессор аркылуу өткөн программадан алынган маалыматтардын бир гана агымы. Ар бир тиркеме кантип иштеп жатканына жараша өзүнүн бир же көп жиптерин жаратат. Көп тапшырмасыз, бир өзөктүү процессор бир эле учурда бир жипти гана иштете алат, андыктан система маалыматтарды бир эле учурда иштеп чыгуу үчүн жиптердин ортосунда тез которулат.
Бир нече өзөккө ээ болуунун артыкчылыгы – система бир эле учурда бирден ашык жипти иштете алат. Ар бир өзөк маалыматтардын өзүнчө агымын иштете алат. Бул архитектура бир эле учурда тиркемелерди иштеткен системанын иштешин бир топ жогорулатат. Серверлер бир эле учурда көптөгөн тиркемелерди иштеткендиктен, технология алгач корпоративдик кардар үчүн иштелип чыккан, бирок жеке компьютерлер татаалдашып, көп тапшырмалар көбөйгөн сайын, алар да кошумча өзөктөрдүн пайдасын көрүштү.
Бирок ар бир процесс бир гана өзөктү ээлей турган негизги жип менен башкарылат. Ошентип, оюн же видео рендерер сыяктуу программанын салыштырмалуу ылдамдыгы негизги жип керектеген ядронун мүмкүнчүлүгү менен чектелбейт. Негизги жип кошумча жиптерди таптакыр башка өзөктөргө өткөрүп бере алат - бирок өзөктөрдү эки эсеге көбөйткөндө оюн эки эсе тез болбойт. Ошентип, оюн үчүн бир өзөктү (негизги жип) толугу менен көбөйтүү адаттан тыш көрүнүш эмес, бирок экинчи жиптер үчүн башка өзөктөрдүн жарым-жартылай гана колдонулушун көрүшөт. Негизги өзөк колдонмоңуз үчүн ылдамдыкты чектөөчү болуп саналат жана бул архитектурага сезгич колдонмолор башка колдонмолорго караганда жакшыраак иштешет.
Программалык көз карандылык
Көп ядролуу процессорлордун концепциясы жагымдуу угулганы менен, бул технологияга олуттуу эскертүү бар. Бир нече процессорлордун чыныгы артыкчылыктарынан ырахат алуу үчүн, компьютерде иштеген программа көп агымды колдоо үчүн жазылышы керек. Мындай функцияны колдогон программа болбосо, жиптер биринчи кезекте бир өзөк аркылуу иштетилип, компьютердин жалпы натыйжалуулугун төмөндөтөт. Анткени, эгерде ал төрт ядролуу процессордун бир өзөгүндө гана иштей алса, аны эки ядролуу процессордо иштетүү ылдамыраак болушу мүмкүн.
Учурдагы бардык негизги операциялык тутумдар көп агым мүмкүнчүлүгүн колдойт. Бирок multithreading колдонмо программалык камсыздоого да жазылышы керек. Керектөөчү программалык камсыздоодо көп агымды колдоо жылдар бою жакшырды, бирок көптөгөн жөнөкөй программалар үчүн программалык камсыздоону түзүүнүн татаалдыгынан көп агымдык колдоо дагы эле ишке ашырыла элек. Мисалы, почта программасы же веб-браузер компьютер татаал эсептөөлөрдү иштетип жаткан графикалык же видеону түзөтүүчү программадай көп агымдын чоң пайдасын көрө албайт.
Бул тенденцияны түшүндүрүүгө жакшы мисал – кадимки компьютердик оюнду кароо. Көпчүлүк оюндар оюнда эмне болуп жатканын көрсөтүү үчүн кыймылдаткычтын кандайдыр бир түрүн талап кылат. Мындан тышкары, кандайдыр бир жасалма интеллект оюндагы окуяларды жана каармандарды көзөмөлдөйт. Бир ядро менен эки тапшырма тең алардын ортосунда которулуу аркылуу аткарылат. Бул ыкма натыйжалуу эмес. Эгер тутумда бир нече процессорлор болсо, рендеринг жана AI ар бири өзүнчө өзөктө иштеши мүмкүн - бул бир нече ядролуу процессор үчүн идеалдуу жагдай.
8 > 4 > 2?
Эки өзөктүн чегинен чыгуу ар кандай пайдаларды берет, анткени ар бир компьютер сатып алуучу үчүн жооп ал адатта колдонгон программалык камсыздоого жараша болот. Мисалы, көптөгөн классикалык оюндар дагы эле эки жана төрт өзөктүн ортосунда бир аз аткаруу айырмасын сунуш кылат. Кээ бирлери сегиз өзөктү талап кылат же колдойт деп болжолдонгон заманбап оюндар дагы, негизги жиптин эффективдүүлүгү көп жиптүү аткаруунун эффективдүүлүгүн башкарарын эске алганда, негизги саат ылдамдыгы жогору алты ядролуу машинадан жакшыраак иштебеши мүмкүн.
Ал эми видеону транскоддоштуруучу видео-коддоо программасы чоң пайда көрүшү мүмкүн, анткени жеке кадрларды көрсөтүү ар кандай өзөктөргө өткөрүлүп, андан кийин программалык камсыздоо тарабынан бир агымга чогултулушу мүмкүн. Ошентип, сегиз өзөккө ээ болуу төртөөдөн да пайдалуураак болот. Негизи, негизги жип салыштырмалуу бай ресурстарга муктаж эмес; анын ордуна ал процессордун өзөктөрүн максималдуу кеңейтүүчү кыз жиптерге оор жумушту жумшай алат.
Сааттын ылдамдыгы
Жалпысынан алганда, сааттын ылдамдыгы жогору болсо, процессор тезирээк болот. Бир нече ядролорго салыштырмалуу ылдамдыктарды эске алганда сааттын ылдамдыгы бүдөмүк болуп калат, анткени процессорлор кошумча өзөктөрдүн аркасында бир нече маалымат жиптерин кыйратышат, бирок термикалык чектөөлөрдөн улам ал өзөктөрдүн ар бири төмөнкү ылдамдыкта иштейт.
Мисалы, эки ядролуу процессор ар бир процессор үчүн 3,5 ГГц негизги саат ылдамдыгын колдоого алат, ал эми төрт ядролуу процессор 3,0 ГГц гана иштеши мүмкүн. Алардын ар бириндеги бир өзөктү карап, эки ядролуу процессор төрт ядролукка караганда 14 пайызга ылдамыраак. Ошентип, эгер сизде бир саптан турган программа болсо, эки ядролуу процессор чындыгында натыйжалуураак. Анан дагы, эгер программаңыз төрт процессорду тең колдоно алса, анда төрт ядролуу процессор эки ядролуу процессорго караганда болжол менен 70 пайызга ылдамыраак болот.
Тыянактар
Көпчүлүк учурда, программалык камсыздооңуз жана типтүү колдонуу учурлары аны колдосо, негизги процессордун саны жогору болгону жакшы. Көпчүлүк учурда, эки ядролуу же төрт ядролуу процессор компьютердин негизги колдонуучусу үчүн жетиштүү күчкө ээ болот. Керектөөчүлөрдүн көпчүлүгү төрт процессордун өзөктөрүнүн чегинен чыгуудан эч кандай пайда көрүшпөйт, анткени адистештирилбеген программалык камсыздоо анын артыкчылыктарын аз пайдаланат. Жогорку ядролук процессорлор үчүн эң жакшы колдонуу иши столдогу видеону түзөтүү, жогорку деңгээлдеги оюндардын айрым түрлөрү же татаал илимий жана математикалык программалар сыяктуу татаал тапшырмаларды аткарган машиналарга тиешелүү.
Мага компьютердин ылдамдыгы жөнүндө биздин ойлорду карап көрүңүз. компьютердик муктаждыктарыңызга эң туура дал келген процессордун түрү жөнүндө жакшыраак түшүнүк алуу үчүн.
