Вишејезгрени процесор: о чему се ради и чему служи

Преглед садржаја:
- Која је функција процесора у рачунару
- Шта је језгра процесора
- За шта су више језгре?
- Трка за више ГХз
- Трка за више језгара
- Први процесори са више језгара
- Шта треба да искористимо језгре процесора
- ХиперТхреадинг и СМТ
- Како да знам колико језгара има мој процесор
- Закључак и занимљиви линкови
Општи тренд је пронаћи вишеједрни процесор унутар личног рачунара, тако да, ако још увек не знате о чему причамо, време је да упознате ове процесоре. У ствари, они су с нама скоро деценију, пружајући нам све више снаге и већег капацитета за обраду информација, претварајући нашу машину у праве центре података са радним површинама.
Садржај индекс
Вишејезгрени процесори револуционарали су тржиште, прво за потрошњу великих компанија и дата центара , а затим и за нормалне кориснике, чиме су скочили у нову еру опреме високих перформанси. Чак и наш Смартпхоне има мултицоре процесоре.
Која је функција процесора у рачунару
Али пре него што почнемо да гледамо о чему се ради у вези са вишејезгреним процесорима, вредно је освежити мало меморије, дефинисати за шта процесор заиста служи. Можда се у овом тренутку чини глупим, али не знају сви ове битне компоненте у тренутној ери, и време је.
Процесор, ЦПУ или централна процесна јединица састоји се од електронског кола дизајнираног од транзистора, логичких капија и линија са електричним сигналима способним за извршавање задатака и упутстава. Ова упутства су генерисана рачунарским програмом и интеракцијом (или не) људског бића или чак других програма. На овај начин у могућности смо да вршимо продуктивне задатке на основу података путем рачунара.
Рачунар и било који други електронски уређај није било могуће замислити без постојања процесора. Можда је више или мање сложен, али било којем уређају способном за обављање одређеног задатка овај уређај треба да претвара електричне сигнале у податке, па чак и у физичке задатке, попут монтажних линија корисних за људе.
Шта је језгра процесора
Као и било која друга компонента, процесор се састоји од различитих елемената унутар њега. Ми називамо ову комбинацију архитектуре елемената, а она коју тренутно имамо унутар процесора нашег рачунара је к86, скуп кодова, параметара и електронских компоненти које су у комбинацији способне да израчунају ова упутства просто радећи логичке и аритметичке операције.
Унутрашња структура ЦПУ-а
Језгра или језгра процесора је јединица, односно интегрисано коло које је одговорно за обраду свих ових података. Састојан од милиона транзистора опремљених функционалном логичком структуром, способан је да обрађује информације које улазе, у облику операндара и оператора, да би се генерисали резултати који омогућавају програмима да раде. То је, дакле, основна целина процесора.
Да бисте звучили, језгра процесора састоји се од ових главних елемената:
- Управљачка јединица (УЦ): задужена је за синхроно усмеравање рада процесора, у овом случају језгре. Даје наредбе у облику електричних сигнала различитим компонентама (ЦПУ, РАМ, периферна опрема) тако да раде синкроно. Аритметичко-логичка јединица (АЛУ): задужена је за обављање свих логичких и аритметичких операција с целим бројевима с подацима које добија Регистре: регистар је ћелија која омогућава складиштење упутстава која се извршавају и резултата извршене операције.
За шта су више језгре?
Трка произвођача да имају најмоћнији и најбржи производ икада постојала, а у електроници се не разликује. У његово доба била је прекретница створити процесор са фреквенцијом већом од 1 ГХз. У случају да не знате, ГХз мери број операција које процесор може да изведе
ГХз: шта је и шта је гигахерц у рачунању
Трка за више ГХз
Први процесор који је достигао 1 ГХз био је ДЕЦ Алпха 1992, али када је у питању ЦПУ за личне рачунаре, тек 1999. када је Интел, са својим Пентиум ИИИ и АМД, заједно са Атхлоном, изградио процесоре који су достигли ове цифре.. У то доба произвођачи су имали на уму само једно, „ више ГХз то боље “, јер се више операција могло обавити у јединици времена.
Након неколико година, произвођачи су пронашли ограничење у броју ГХз својих процесора, зашто? јер због огромне количине топлоте која се генерише у њеној језгри, стављајући до краја интегритет материјала и топлотних рефлексора. Исто тако, покренута је и потрошња за сваки Хз са повећањем фреквенције.
Трка за више језгара
Након овог ограничења, произвођачи су морали да изврше промену парадигме и тако је настао нови циљ, „што је више језгара то је боље “. Размислимо, ако је језгро задужено за обављање операција, тада повећавамо број језгара које можемо удвостручити, утростручити,… број операција које се могу обавити. Очигледно је да је тако, са две језгре можемо истовремено да радимо две операције, а са четири можемо да урадимо 4 ове операције.
Интел Пентиум Ектреме Едитион 840
Циљ који је Интел поставио да достигне 10 ГХз са својом НетБурст архитектуром остављен је, нешто што до сада није постигнуто, барем не са расхладним системима доступним нормалним корисницима. Дакле, најбољи начин за постизање добре скалабилности у снази и капацитету обраде био је овај, имају процесоре са одређеним бројем језгара, а такође и на одређеној фреквенцији.
Двојезгарни процесори су почели да се примењују, било да производе два појединачна процесора, или још много боље, интегришући два ДИЕ (круга) у један чип. Тиме се штеди пуно простора на матичним плочама, иако је потребна већа сложеност за имплементацију његове комуникацијске структуре са осталим компонентама, попут кеш меморије, сабирнице итд.
Први процесори са више језгара
У овом је тренутку прилично занимљиво знати који су били први мултицоре процесори који су се појавили на тржишту. И као што можете замислити, почеци су били као и увек, за корпоративну употребу на серверима, али и као и увек ИБМ. Први вишејезгрени процесор био је ИБМ ПОВЕР4 са два језгра на једном ДИЕ и базном фреквенцијом од 1, 1 ГХз, произведен 2001. године.
Али тек 2005. године су се појавили први дуал-цоре процесори за масовну потрошњу од стране корисника на десктоп рачунарима. Интел је украо новчаник АМД-у неколико недеља унапред са својим Интел Пентиум Ектреме Едитион 840 са ХиперТхреадингом, касније објављујући АМД Атхлон Кс2.
Након тога, произвођачи су кренули и почели да уводе језгре неселективно, са последичном минијатуризацијом транзистора. Тренутно се производни процес заснива на транзисторима од само 7 нм које је АМД имплементирао у својој трећој генерацији Ризен, а 12 нм имплементирао Интел. Овим смо успели да унесемо већи број језгара и кругова у исти чип, на тај начин повећавајући моћ обраде и смањујући потрошњу. У ствари, на тржишту имамо до 32 језгра процесора, који су АМД-ови Тхреадрипперс.
Шта треба да искористимо језгре процесора
Логика изгледа врло једноставна, убаците језгре и повећајте број истодобних процеса. Али у почетку је то била велика главобоља произвођачима хардвера, а посебно произвођачима софтвера.
А да ли су програми дизајнирани (компилирани) само за рад са кернел-ом. Не само да нам је потребан процесор који је физички способан да ради више истодобних операција, већ и програм који генерише ова упутства може то учинити комуникацијом са сваком од доступних језгара. Чак су и оперативни системи морали да мењају своју архитектуру да би могли ефикасно да користе више језгара истовремено.
На овај начин, програмери су започели са радом и почели су да састављају нове програме са вишеструком подршком, тако да је тренутно програм способан да ефикасно користи све језгре које су доступне на рачунару. Тако множећи нити извршења на потребан износ. Јер ако би се поред језгара појавио и концепт нити извршења.
У вишеједном процесору од суштинске је важности паралелизација процеса које програм извршава, то подразумева да свако језгро успе да изврши задатак паралелно са другим, и то узастопно, један за другим. Ова метода креирања различитих задатака истовремено из програма назива се процесна нит, радна нит, нити или једноставно Тхреадс на енглеском језику. И оперативни систем и програми морају бити у могућности да стварају паралелне процесне нити да би искористили пуну снагу процесора. Ово је високо што дизајн ЦАД-а, уређивање видеа или програми раде веома добро, док игре заиста имају начина.
Које су нити процесора? Разлике са језграма
ХиперТхреадинг и СМТ
Као резултат горе наведеног појављују се технологије произвођача процесора. Најпознатији међу њима је ХиперТхреадинг који је Интел почео да користи у својим процесорима, а касније би АМД то урадио сам са ЦМТ технологијом, а затим еволуцијом до СМТ (Симулта Мулти-Тхреадинг).
Ова технологија састоји се од постојања две језгре у једној, али оне неће бити праве језгре, већ логично, нешто што се у програмирању назива обрада нити или нити. О томе смо већ разговарали. Идеја је да се још једном подели радно оптерећење између језгара, сегментирајући сваки од задатака који ће се обављати у нити, тако да се извршавају када је језгро слободно.
Постоје процесори који, на пример, имају само две језгре, али имају 4 нити захваљујући овим технологијама. Интел га користи превасходно у својим перформансама процесора Интел Цоре и лаптоп ЦПУ-а, док га је АМД имплементирао у читав низ Ризен процесора.
Шта је ХиперТхреадинг?
Како да знам колико језгара има мој процесор
Већ знамо шта су језгре и шта су то нити и колико је важно за вишејезгрени процесор. Дакле, последња ствар која нам је остала је знати како знати колико језгара има наш процесор.
Требали бисте знати да Виндовс понекад не прави разлике између језгара и нити, јер ће се они појавити са називом језгара или процесора, на пример у "мсицонфиг" алату. Ако отворимо управитеља задатака и одемо у одељак са перформансама, можемо видети листу на којој се појављује број језгара и логичких процесора ЦПУ-а. Али, графика која ће нам се приказати биће директно из логичких језгара, баш као и оне које се појављују у Монитору перформанси ако га отворимо.
Како да знам колико језгара има мој процесор
Закључак и занимљиви линкови
Долазимо до краја и надамо се да смо достојно објаснили шта је вишејезгрени процесор, и најважније концепте који се односе на тему. Тренутно постоје права чудовишта до 32 језгре и 64 нити. Али да би процесор био ефикасан, није важан само број језгара и њихова фреквенција, већ и како је изграђен, ефикасност његових сабирница података и комуникација и начин рада његових језгара, а овде Интел следи корак испред АМД-а. Ускоро ћемо видети нове Ризен 3000-ове који обећавају да ће надмашити Интелове најмоћније десктоп процесоре, зато будите праћени за наше прегледе.
Ако имате било каквих питања или тачака у вези са темом или желите нешто да појасните, позивамо вас да то учините користећи поље за коментар у наставку.
Тхундерболт: о чему се ради и чему служи

Откривамо шта је Тхундерболт и чему служи. Све информације о технологији Тхундерболт и зашто је то тако важно да то знате.
▷ Дубинско смрзавање: о чему се ради и чему служи

Показујемо вам да је у питању Дееп Фреезе Виндовс 10. ✅ Ако желите да ваш рачунар увек буде замрзнут на било какве промене, то је ваша апликација.
▷ Тхундерболт 3 о чему се ради и чему служи?

Тхундерболт 3 је најсавременији интерфејс који се у прошлости користио на ПЦ-има ✅ Велика брзина и ширина опсега који нам нуде ✅