หน่วยประมวลผลกลางคืออะไร? และกระทู้หรือแกนตรรกะ?

การรู้องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์เป็นอย่างดีเป็นกุญแจสำคัญเมื่อประกอบการกำหนดค่าที่ดี แต่ไม่ใช่ทุกคนที่รู้ ว่าพวกเขาเป็นแกนหลักของโปรเซสเซอร์ ความแตกต่างระหว่างกายภาพและตรรกะหลักและ HyperThreading ของ Intel หรือ SMT ของ AMD คืออะไร

คุณต้องการที่จะรู้มากขึ้น? อย่าพลาดบทความเกี่ยวกับคอร์โปรเซสเซอร์!

ดัชนีเนื้อหา

หน่วยประมวลผลกลาง (ตัวประมวลผล) ในคอมพิวเตอร์จะทำงานได้ทั้งหมดโดยทั่วไปเรียกใช้โปรแกรม แต่ โปรเซสเซอร์ที่ ทันสมัยมีคุณสมบัติเช่นมัลติคอร์และมัลติเธรด พีซีบางเครื่องใช้โปรเซสเซอร์หลายตัว

ไม่กี่ปีที่ผ่านมาความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์เคยเพียงพอเมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพ แต่ตอนนี้สิ่งต่าง ๆ ไม่ง่ายอีกต่อไปแล้ว

ตอนนี้ตัวประมวลผลที่มีหลายคอร์หรือ หลายเธรด สามารถทำงานได้ดีกว่าตัวประมวลผลแบบคอร์เดียวที่มีความเร็วเท่ากันซึ่งไม่ได้นำเสนอเธรดจำนวนมาก

และพีซีที่ใช้โปรเซสเซอร์หลายตัวสามารถมีข้อได้เปรียบที่มากกว่า คุณสมบัติทั้งหมดเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้พีซีสามารถเรียกใช้ หลายกระบวนการ ได้ง่ายขึ้นในเวลาเดียวกันเพิ่มประสิทธิภาพโดยการทำงานหลายอย่างหรือภายใต้ความต้องการของแอพพลิเคชั่นที่ทรงพลังเช่นตัวเข้ารหัสวิดีโอ ดังนั้นลองมาดูคุณสมบัติแต่ละอย่างเหล่านี้และสิ่งที่พวกเขาอาจมีความหมายกับคุณ

ในบทความนี้เราจะทบทวนแนวคิดบางอย่างเช่น คอร์กับเธรด สิ่งที่แต่ละคนมีไว้เพื่ออะไรและมีประโยชน์ต่อพีซีอย่างไร

คุณจะต้องอ่านอย่างแน่นอน:

• โปรเซสเซอร์ที่ดีที่สุดในตลาดมา เธอร์บอร์ดที่ดีที่สุดในตลาด หน่วยความจำ RAM ที่ดีที่สุดในตลาด กราฟิกการ์ดที่ดีที่สุดในตลาด

โปรเซสเซอร์คืออะไร?

ผู้ใช้พีซี 99% รู้อยู่แล้วโปรเซสเซอร์เป็นหน่วยประมวลผลกลาง นี่คือองค์ประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง

กล่าวอีกนัยหนึ่งทุกอย่างที่คำนวณมีหน่วยประมวลผลอยู่ภายในและเป็นที่ซึ่งการคำนวณทั้งหมดจะดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของคำแนะนำระบบปฏิบัติการ

โปรเซสเซอร์สามารถประมวลผล งานเดี่ยวในเวลา สิ่งนี้ไม่ดีสำหรับประสิทธิภาพ แต่มีโปรเซสเซอร์ขั้นสูงอยู่แล้วที่อนุญาตให้คุณทำงานกับหลายงานพร้อมกันและปรับปรุงประสิทธิภาพ

วันเก่าของโปรเซสเซอร์หลายตัว

ภาพผ่านวิกิมีเดียคอมมอนส์

เมื่อเราพูดถึงโปรเซสเซอร์เราหมายถึงชิปที่เสียบเข้าไปในซ็อกเก็ตบน เมนบอร์ด ดังนั้นในช่วงแรก ๆ ชิปตัวใดตัวหนึ่งจัดการงานครั้งละหนึ่งงานเท่านั้น

ในสมัยก่อนผู้คนต้องการประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นจากคอมพิวเตอร์ ในเวลานั้นการแก้ปัญหาคือการรวม โปรเซสเซอร์หลายตัว ในคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว นั่นคือมีหลายปลั๊กและหลายชิป

พวกเขาทั้งหมดจะเชื่อมต่อซึ่งกันและกันและกับเมนบอร์ด ดังนั้นในทางเทคนิคแล้วคาดว่าจะมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นจากพีซี นี่เป็นวิธีที่ประสบความสำเร็จอย่างมากจนกระทั่งผู้คนค้นพบข้อเสีย

• จำเป็นต้อง จัดหาแหล่งจ่ายไฟ และการติดตั้งเฉพาะสำหรับโปรเซสเซอร์แต่ละตัว เนื่องจากชิปแตกต่างกันเวลาในการตอบสนองในการสื่อสารจึงสูงเกินไป นี่ไม่ใช่สิ่งที่มีประสิทธิภาพที่ดีจริงๆตัวประมวลผลชุดหนึ่งสามารถสร้าง ความร้อนจำนวนมาก ในระยะยาว ดังนั้นจึงต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมากเพื่อจัดการกับความร้อนที่เพิ่มขึ้น

เมนบอร์ดซ็อกเก็ตคู่

จำเป็นต้องใช้ แผงวงจรหลักที่มีซ็อกเก็ต โปรเซสเซอร์ หลาย ตัว มาเธอร์บอร์ดยังต้องการฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมเพื่อเชื่อมต่อซ็อกเก็ตโปรเซสเซอร์กับ RAM และทรัพยากรอื่น ๆ และนั่นคือวิธีที่แนวคิดของมัลติเธรดและมัลติคอร์เข้ามาในฉาก

ปัจจุบันคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มีโปรเซสเซอร์เพียงตัวเดียวเท่านั้น โปรเซสเซอร์ตัวเดียวนั้นสามารถมีหลายคอร์หรือเทคโนโลยี HyperThreading แต่ก็ยังคงเป็นเพียงตัวประมวลผลทางกายภาพที่แทรกอยู่ในซ็อกเก็ตเดียวบนเมนบอร์ด

ระบบหลายโปรเซสเซอร์นั้นไม่ได้พบเห็นได้บ่อยนักในพีซีผู้ใช้ตามบ้านในปัจจุบัน แม้แต่เดสก์ท็อปเกมที่มีพลังสูงพร้อมกราฟิกการ์ดหลายตัวโดยทั่วไปจะมีโปรเซสเซอร์เพียงตัวเดียวเท่านั้น แต่มันเป็นไปได้ที่จะหาระบบที่มี โปรเซสเซอร์หลายตัว ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์และระบบระดับสูงที่ต้องการพลังงานสูงสุดสำหรับงานที่ซับซ้อน ในช่วงเวลาเหล่านี้การมีทีมงานที่มีโปรเซสเซอร์หลายตัวจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าที่คาดไว้มากเนื่องจากมีโปรเซสเซอร์ที่รวดเร็วมากและคอร์จำนวนมากสำหรับผู้ใช้ตามบ้านเช่น i9-7980XE

หลายคอร์ในโปรเซสเซอร์เดียว

ความคิดในการเชื่อมต่อโปรเซสเซอร์ที่แตกต่างกันนั้นไม่ดีต่อประสิทธิภาพ จากนั้นแนวคิดก็มีโปรเซสเซอร์สองตัวอยู่ในชิปตัวเดียว

ดังนั้นเพื่อเป็นขั้นตอนที่มีประสิทธิภาพต่อประสิทธิภาพผู้ผลิตจึงรวมโปรเซสเซอร์หลายตัวไว้ในโปรเซสเซอร์เดียว หน่วยใหม่เหล่านี้เรียกว่า นิวเคลียส

จากนี้ไปโปรเซสเซอร์เหล่านี้ถูกเรียกว่า "โปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์" ด้วยวิธีนี้เมื่อระบบปฏิบัติการวิเคราะห์คอมพิวเตอร์จะพบโปรเซสเซอร์สองตัว

แทนที่จะมอบพื้นที่เก็บข้อมูลและแหล่งจ่ายไฟให้กับชิปที่แยกจากกันโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษ

แน่นอนว่ายังมีข้อดีอื่น ๆ อีกเช่นกัน เนื่องจากโปรเซสเซอร์ทั้งสองอยู่บนชิปตัวเดียวกันเวลาแฝงจึงลดลง สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงการสื่อสารและความเร็ว ปัจจุบันคุณสามารถเห็นโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ที่หลากหลายในตลาด

ตัวอย่างเช่นในโปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์มีหน่วยประมวลผลสองหน่วย และถ้าเรานำไปใช้จริงในกรณีของโปรเซสเซอร์ Quad Core เราจะพบหน่วยประมวลผล 4 หน่วย

ต่างจากมัลติเธรดไม่มีเทคนิคอยู่ที่นี่: โปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์มีตัวประมวลผลสองตัวบนชิป โปรเซสเซอร์ Quad-Core มีสี่หน่วยประมวลผลกลางหน่วยประมวลผลแปด -core มีแปดหน่วยประมวลผลกลางและอื่น ๆ

สิ่งนี้จะช่วยปรับปรุง ประสิทธิภาพ อย่างมากในขณะที่ทำให้ตัวประมวลผลทางกายภาพมีขนาดเล็กให้พอดีกับซ็อกเก็ตเดียว

มีเพียงต้องการซ็อกเก็ตตัวประมวลผลเดียวที่มีตัวประมวลผลเดียวที่ใส่เข้าไปมันไม่ใช่ซ็อกเก็ตสี่ตัวที่มีสี่ตัวประมวลผลแต่ละตัวต้องการพลังงานของตัวเองการระบายความร้อนและฮาร์ดแวร์อื่น ๆ มี ความหน่วง น้อยลงเนื่องจากแกนประมวลผลสามารถสื่อสารได้เร็วขึ้นเนื่องจากอยู่ในชิปตัวเดียวกัน

Intel HyperThreading

การคำนวณแบบขนาน ได้รับในอุตสาหกรรมในขณะที่ อย่างไรก็ตามมันเป็น Intel ที่นำประโยชน์ของมันมาสู่คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล และเรียกมันว่า Intel Hyper-Threading Technology

เทคโนโลยี Hyper-Threading ของ Intel ทำให้ระบบปฏิบัติการของคุณเชื่อว่ามีโปรเซสเซอร์หลายตัว ในความเป็นจริงมีเพียงหนึ่งเดียว มันเป็นข้ออ้างเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความเร็ว

HyperThreading เป็นความพยายามครั้งแรกของ Intel ที่จะนำการประมวลผลแบบขนานไปยังพีซีสำหรับผู้บริโภค เปิดตัวโปรเซสเซอร์เดสก์ท็อปด้วย Pentium 4 HT ในปี 2545

Pentium 4s เหล่านั้นมี แกนเดียว ดังนั้นพวกเขาจึงสามารถทำงานได้ทีละหนึ่งงานเท่านั้น แต่ HyperThreading ดูเหมือนจะชดเชยสิ่งนั้น ด้วย เทคโนโลยีของ Intel นี้ฟิสิคัลคอร์แบบมัลติเธรดเดียวจะปรากฏเป็นโปรเซสเซอร์สองตัวในระบบปฏิบัติการเดียว โปรเซสเซอร์ยังคงเป็นหนึ่งดังนั้นมันจึงค่อนข้างหลอกตา ในขณะที่ระบบปฏิบัติการเห็นโปรเซสเซอร์สองตัวสำหรับแต่ละคอร์ฮาร์ดแวร์ตัวประมวลผลจริงมีเพียงชุดของทรัพยากรการประมวลผลชุดเดียวสำหรับแต่ละคอร์

ดังนั้นโปรเซสเซอร์จึงมีแกนประมวลผลมากกว่าและใช้ตรรกะของตัวเองเพื่อเร่งความเร็วการ ทำงานของโปรแกรม กล่าวอีกนัยหนึ่งระบบปฏิบัติการถูกหลอกให้เห็นโปรเซสเซอร์สองตัวสำหรับแต่ละคอร์

ในเวลานั้นเราตั้ง Pentium 4 ซึ่งเด็กชายจากร้านค้าชื่อเขาว่าเป็น "NASA PC" สิ่งที่ครั้งเหล่านั้น!

HyperThreading อนุญาตให้ทั้งสองแกนตรรกะของโปรเซสเซอร์แชร์ทรัพยากรการดำเนินการทางกายภาพ สิ่งนี้สามารถเพิ่มความเร็วได้เล็กน้อย: หากตัวประมวลผลเสมือนหนึ่งค้างและรอตัวประมวลผลเสมือนตัวอื่นสามารถยืมทรัพยากรการดำเนินการได้ HyperThreading สามารถช่วยเร่งความเร็วของระบบ แต่ก็ไม่ดีเท่าการมีแกนเพิ่มเติมจริง

โชคดีที่ multithreading กลายเป็น "โบนัส" แล้ว ในขณะที่โปรเซสเซอร์คอนซูเมอร์ดั้งเดิมที่มี HyperThreading มีเพียงแกนเดียวที่ปลอมตัวเป็นหลายคอร์ แต่ปัจจุบันโปรเซสเซอร์ Intel ที่ทันสมัยมีทั้งคอร์หลายคอร์และเทคโนโลยี HyperThreading

หน่วยประมวลผลแบบดูอัลคอร์ที่มีมัลติเธรดจะปรากฏเป็นควอดคอร์ใน ระบบปฏิบัติการ ในขณะที่หน่วยประมวลผลควอดคอร์ที่มี HyperThreading ปรากฏว่ามีแปดคอร์

มัลติเธรดไม่ได้ใช้แทนคอร์เพิ่มเติม แต่โปรเซสเซอร์ดูอัลคอร์ที่มี HyperThreading ควรทำงานได้ดีกว่าโปรเซสเซอร์ดูอัลคอร์ที่ไม่มี HyperThreading

ทรัพยากรการประมวลผลฮาร์ดแวร์จะถูกแบ่งและสั่งให้ความเร็วที่ดีที่สุดสำหรับกระบวนการหลาย ๆ กระบวนการ อย่างที่คุณเห็นงานทั้งหมดเป็นเสมือน HyperThreading นี้มักจะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานได้ 10-30% AMD มีเทคโนโลยีนี้ด้วย แต่แทนที่จะเป็น HyperThreading เรียกว่า SMT มันใช้งานได้หรือไม่ มันเหมือนกัน

มีหลายคอร์และเธรดที่คุ้มค่าหรือไม่?

หากคอมพิวเตอร์ของคุณมี โปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ หมายความว่ามีหลาย CPU นอกจากนี้ยังหมายความว่าสามารถมีประสิทธิภาพที่ดีกว่าโปรเซสเซอร์แกนเดียว

และถ้าเราพูดถึง HyperThreading โปรเซสเซอร์แบบคอร์เดียวที่ใช้เทคโนโลยีนี้จะทำงานได้ดีกว่าโปรเซสเซอร์ตัวใดตัวหนึ่งที่ขาดเทคโนโลยีมัลติทาสก์นี้

ในทางตรงกันข้ามว่าโปรเซสเซอร์เป็นมัลติเธรดเป็นสิ่งที่เสมือนจริง ในกรณีนี้เทคโนโลยีใช้ตรรกะเพิ่มเติมเพื่อจัดการหลายงาน ด้วยเหตุนี้ประสิทธิภาพโดยรวมจะไม่ปรากฏให้เห็นจริง ๆ ดังนั้นหากคุณต้องการเปรียบเทียบโปรเซสเซอร์แบบ single-core หรือโปรเซสเซอร์แบบ multi-core เราสามารถยืนยันได้ว่าตัวหลังนั้นดีกว่าเสมอ เกมเช่น Battlefield หรือ Multiplayer ให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าด้วยโปรเซสเซอร์ที่มีหลายแกนตรรกะในพื้นที่ที่มีการระเบิดจำนวนมาก

คุณคิดอย่างไรกับบทความของเราเกี่ยว กับแกนประมวลผล คืออะไร คุณคิดว่ามันน่าสนใจไหม? คุณพลาดอะไรไปหรือเปล่า