Grunnleggende om CPU: Forklart flere CPUer, kjerner og hypertråding

Den sentrale prosesseringsenheten (CPU) på datamaskinen din gjør beregningsarbeidet - i utgangspunktet kjører programmer. Men moderne CPUer tilbyr funksjoner som flere kjerner og hyper-threading. Noen PCer bruker til og med flere CPUer. Vi er her for å hjelpe til med å ordne alt.

RELATERT: Hvorfor du ikke kan bruke CPU-klokkehastighet for å sammenligne datamaskinens ytelse

Klokkehastigheten for en CPU pleide å være nok når man sammenligner ytelse. Ting er ikke så enkle lenger. En CPU som tilbyr flere kjerner eller hyper-threading kan utføre betydelig bedre enn en single-core CPU med samme hastighet som ikke har hyper-threading. Og PCer med flere CPUer kan ha en enda større fordel. Alle disse funksjonene er designet for å gjøre det mulig for PCer å kjøre flere prosesser samtidig - noe som øker ytelsen din når du multitasker eller under kravene fra kraftige apper som videokodere og moderne spill. Så, la oss ta en titt på hver av disse funksjonene og hva de kan bety for deg.

Hyper-Threading

Hyper-threading var Intels første forsøk på å bringe parallell beregning til forbruker-PC-er. Den debuterte på stasjonære CPU-er med Pentium 4 HT tilbake i 2002. Pentium 4's for dagen inneholdt bare en enkelt CPU-kjerne, så den kunne egentlig bare utføre en oppgave om gangen - selv om den var i stand til å bytte mellom oppgaver raskt nok at det virket som multitasking. Hyper-threading forsøkte å gjøre opp for det.

En enkelt fysisk CPU-kjerne med hyper-threading vises som to logiske CPUer til et operativsystem. CPU er fortsatt en enkelt CPU, så det er litt av en juks. Mens operativsystemet ser to CPUer for hver kjerne, har den faktiske CPU-maskinvaren bare et enkelt sett med kjøringsressurser for hver kjerne. CPUen later som om den har flere kjerner enn den har, og den bruker sin egen logikk for å øke hastigheten på programutførelsen. Med andre ord blir operativsystemet lurt til å se to CPUer for hver faktiske CPU-kjerne.

Hyper-threading lar de to logiske CPU-kjernene dele fysiske kjøringsressurser. Dette kan øke hastigheten noe - hvis den ene virtuelle CPUen er stoppet og venter, kan den andre virtuelle CPUen låne sine kjøringsressurser. Hyper-threading kan bidra til å øke hastigheten på systemet ditt, men det er ikke i nærheten av så godt som å ha faktiske tilleggskjerner.

Heldigvis er hyper-threading nå en "bonus". Mens de opprinnelige forbrukerprosessorene med hyper-threading bare hadde en enkelt kjerne som maskerte som flere kjerner, har moderne Intel-prosessorer nå både flere kjerner og hyper-threading-teknologi. Dual-core CPU med hyper-threading vises som fire kjerner til operativsystemet ditt, mens din Quad-core CPU med hyper-threading ser ut som åtte kjerner. Hyper-threading er ingen erstatning for flere kjerner, men en dual-core CPU med hyper-threading skal fungere bedre enn en dual-core CPU uten hyper-threading.

Flere kjerner

Opprinnelig hadde CPUer en enkelt kjerne. Det betydde at den fysiske prosessoren hadde en enkelt sentral prosessorenhet. For å øke ytelsen legger produsenter til ekstra "kjerner" eller sentralbehandlingsenheter. En dual-core CPU har to sentrale prosesseringsenheter, så det ser ut til operativsystemet som to CPUer. En prosessor med to kjerner kan for eksempel kjøre to forskjellige prosesser samtidig. Dette fremskynder systemet ditt, fordi datamaskinen din kan gjøre flere ting samtidig.

I motsetning til hyper-threading er det ingen triks her - en dual-core CPU har bokstavelig talt to sentrale prosesseringsenheter på CPU-brikken. En firekjerners CPU har fire sentrale prosesseringsenheter, en oktakjerners CPU har åtte sentrale prosesseringsenheter og så videre.

Dette bidrar til å forbedre ytelsen dramatisk, samtidig som den fysiske CPU-enheten er liten, slik at den passer i en enkelt kontakt. Det trenger bare være en enkelt CPU-kontakt med en enkelt CPU-enhet satt inn i den - ikke fire forskjellige CPU-kontakter med fire forskjellige CPUer, som hver trenger sin egen strøm, kjøling og annen maskinvare. Det er mindre ventetid fordi kjernene kan kommunisere raskere, ettersom de alle har samme brikke.

Windows Task Manager viser dette ganske bra. Her kan du for eksempel se at dette systemet har en faktisk CPU (socket) og fire kjerner. Hyperthreading gjør at hver kjerne ser ut som to CPUer i operativsystemet, så den viser 8 logiske prosessorer.

Flere CPUer

RELATERT: Hvorfor du ikke kan bruke CPU-klokkehastighet for å sammenligne datamaskinens ytelse

De fleste datamaskiner har bare en enkelt CPU. Den eneste CPU-en kan ha flere kjerner eller hyper-threading-teknologi - men det er fortsatt bare en fysisk CPU-enhet satt inn i en enkelt CPU-kontakt på hovedkortet.

Før hyper-threading og multi-core CPUer kom rundt, prøvde folk å legge til ekstra prosessorkraft til datamaskiner ved å legge til flere CPUer. Dette krever et hovedkort med flere CPU-uttak. Hovedkortet trenger også ekstra maskinvare for å koble disse CPU-kontaktene til RAM og andre ressurser. Det er mye overhead i denne typen oppsett. Det er ekstra ventetid hvis CPUene trenger å kommunisere med hverandre, systemer med flere CPUer bruker mer strøm, og hovedkortet trenger flere kontakter og maskinvare.

Systemer med flere CPUer er ikke veldig vanlig blant hjemmebrukere-PC-er i dag. Selv et kraftig spillbord med flere grafikkort vil vanligvis bare ha en enkelt CPU. Du finner flere CPU-systemer blant superdatamaskiner, servere og lignende avanserte systemer som trenger så mye antall knusing som de kan få.

Jo flere prosessorer eller kjerner en datamaskin har, jo flere ting kan den gjøre på en gang, noe som bidrar til å forbedre ytelsen på de fleste oppgaver. De fleste datamaskiner har nå CPUer med flere kjerner - det mest effektive alternativet vi har diskutert. Du vil til og med finne CPUer med flere kjerner på moderne smarttelefoner og nettbrett. Intel-prosessorer har også hyper-threading, noe som er en slags bonus. Noen datamaskiner som trenger mye CPU-kraft, kan ha flere CPUer, men det er mye mindre effektivt enn det høres ut.

Bildekreditt: lungstruck på Flickr, Mike Babcock på Flickr, DeclanTM på Flickr