Быстродействие центрального процессора (ЦП) определяется его частотой. Однако, уже почти 15 лет, как значения частоты ЦП достигли тех величин, когда её дальнейший рост экономически невыгоден. То есть, для увеличения частоты ЦП на 10% приходилось бы увеличивать его энергопотребление на 100%.
Выходом из данной ситуации была бы новая технология производства чипов, однако, ни одно из перспективных направлений так и не было разработано. В итоге, конструкторы микросхем пошли по совсем другому пути: если не удаётся ускорить один ЦП, попробуем использовать несколько ЦП. Так и родилась идея многопроцессорности – использования микросхем, у которых в одном корпусе расположен не один ЦП, а несколько – т.н. ядер.
В наши дни быстродействие ЦП определяется не сколько его частотой, сколько числом ядер. Кроме того, для более правильной характеристики ЦП оперируют не понятием ядра, а понятием потока – наименьшей единицы обработки, которая может быть назначена операционной системой (ОС). Очень грубо говоря, количество потоков и процессов, выполняемых одновременно одним ЦП совпадают.
Логично было бы предположить, что сколько ядер, столько и потоков, поскольку каждый ЦП решает свою задачу. Однако, это не так. Дело в том, что в быстродействующих системах преимущественно используются пиковые нагрузки на ЦП, в то время, как его средняя загруженность редко превышает даже 30% от максимальной.
Это было учтено инженерами Intel, которые предложили технологию HyperThreading – условного, или логического разбиения процессора на два, каждый из которых способен обрабатывать один поток. На каждый поток отводился свой набор регистров и свои вектора прерываний, и ОС может легко переключатся между ними.
Важно! Разница между потоком и задачей достаточно существенная. Поток – это небольшой набор выполняемых ЦП, существующий не более, чем в рамках одной большой задачи. Число потоков внутри задачи может насчитывать десятки. На задачу отводятся все возможные аппаратные ресурсы процессора, поток же пользуется только их незначительной частью.
Таким образом, процессор мог переключаться между задачами уже на аппаратном уровне. И с тех пор все «внутренности» процессоров с технологией HyperThreading считаются «один за два». То есть логически вместо одного ЦП система использует это устройство, как два, при этом фактически используется только две разных записи состояния того или иного процесса, а аппаратная часть используется процессами «по очереди».
На что же влияет подобная процедура и как она увеличивает быстродействие? Практический выигрыш от такой «виртуальной многоядерности» действительно есть. Он составляет от 5% до 30% увеличения вычислительной мощности.
Следовательно, для того, чтобы оценить быстродействие той или иной системы необходимо в точности знать следующие параметры микропроцессора:
- его тактовую частоту;
- сколько ядер у него на кристалле;
- сколько потоков, поддерживается этим процессором.
Рассмотрим более подробно, как можно узнать, сколько потоков в процессоре. Фактически, если речь идёт о ЦП, произведенных за последние 7 лет, то можно сказать, что число потоков в два раза превышает число ядер.
Содержание
Определение количества ядер процессора
Как же узнать, сколько ядер у процессора? Этот вопрос может быть решён несколькими методами. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, и применяется в зависимости от обстоятельств. Рассмотрим детальнее, каким же образом можно это осуществить.
Изучение документации
Как с максимальной достоверностью определить сколько ядер в ЦП? Существует только один способ – заглянуть в документацию. Любой аппаратный продукт, выпускаемый современными производителями электроники, имеет техническую документацию, лежащую в открытом доступе.
Достаточно точно узнать название ЦП, а потом найти информацию о нём, например, с помощью поисковой системы или самостоятельно, зайдя на сайт производителя. На сайте будет указана вся техническая информация о ЦП: его частота, число потоков и т.д.
Использование диспетчера задач и диспетчера устройств
Чтобы ответить на вопрос, как узнать количество ядер процессора, достаточно, например, запустить диспетчер задач или системный монитор в Windows 7. Информацию о своем процессоре можно найти в диспетчере задач без проблем. Открыв вкладку «Быстродействие» и посчитав сколько графиков в области, именуемой «Хронология загрузки ЦП» мы находим количество логических процессоров. В случае использования процессором технологии HyperThreading реальное число ядер будет в два раза меньше.
Чтобы найти, сколько ядер у процессора на Windows 10, также следует запустить диспетчер задач, но при этом никаких графиков считать не нужно. В разделе «ЦП» отдельно указывается и количество реальных ЦП и количество потоков.
Утилиты для мониторинга системы
Определить количество ядер процессора можно и с помощью специальных программ для мониторинга системы. В операционной системе Windows есть две встроенные программы для этих целей:
- диспетчер устройств;
- монитор ресурсов.
Разберёмся, как посмотреть интересующую нас информацию при помощи этих программ. Для этого необходимо в диспетчере задач зайти во вкладку «Процессоры», а в системном мониторе открыть панель ЦП, расположенную справа.
В первом случае мы увидим, сколько логических процессоров в системе, во втором – количество графиков также даст нам число логических ЦП. И то и другое для нахождения реального количества ядер следует делить на два.
То есть из всех существующих средств в ОС Windows корректно определить количество ядер у ЦП можно только лишь при помощи диспетчера задач Windows 10.
Как же быть, когда эта программа в ОС отсутствует? Для этого следует воспользоваться сторонним софтом по системной диагностике, например, следующими программами:
- AIDA;
- Speccy;
- CPU-Z.
В первых двух следует зайти в раздел «Процессор», там и будет отражена полная информация о том, сколько физических процессоров в системе и сколько у них потоков. Последняя же отображает всю необходимую информацию на основном экране сразу после запуска.
Влияние количества ядер на производительность
Чтобы разобраться, на что влияют ядра в ЦП, следует понять, что все современные компьютеры создавались для работы в мультизадачной среде, создаваемой той или иной ОС. В этом ключе создание многопроцессорных и многопоточных систем является дальнейшим логическим продолжением мультизадачности.
Изначально это было актуально только для платформ на базе серверных решений, однако, аппаратная реализация подобных идей стоила достаточно дорого. Грубо говоря, двухпроцессорная система обходилась примерно в полтора раза дороже, чем две однопроцессорных, поскольку распределение приоритета приложений в ней и переключение между их выполнением происходило более корректно, нежели в двух однопроцессорных системах.
Рабочие же станции обычных пользователей большую часть времени простаивают, ожидая реакции своих хозяев. И это не фигуральное выражение, а буквальное. Действительно, домашний (а пророй и рабочий) ПК большую часть времени просто ждут, поскольку при вводе информации в ПК в её любом виде скорость ввода очень мала в сравнении с быстродействием ЦП. Кроме того, большинство программ, выполняемых на подобных ПК не требуют затрат слишком большой мощности. Если же набор таких программ, выполняемых одновременно, расширяется, то необходимо увеличивать вычислительную мощность ПК.
Здесь можно выбрать два возможных варианта – либо увеличивать частоту, либо увеличивать число потоков, то есть ядер. Что выберет пользователь, зависит, конечно, от его предпочтений, однако, не стоит забывать, что ограничение по частоте уже давно имеет место. Каждый раз, производя тот или иной выбор аппаратной части, следует понимать, что более новый ЦП может и имеет большую частоту, но его число потоков меньше, чем у того, который работает сейчас. Поэтому перед тем, как выбрать то или иное решение, следует взвесить все «за» и «против».
В любом случае, следует помнить простое правило: прямой зависимости числа ядер ЦП и производительности нет. Производительность в настоящее время является результатом взаимодействия множества разных аппаратных и программных факторов, зависящих от разных обстоятельств. Грубо говоря, если программа поддерживает максимум 6 потоков, то смысла покупать под неё 8-ми потоковый ЦП нет никакого.
В идеальном варианте, конечно, же, чем больше ядер у ЦП в персоналке, тем лучше. Поскольку при правильной оптимизации ОС, быстродействие компьютера с ростом числа потоков будет только расти.
Кроме того, в последнее время всё больше и больше разработчиков в своих приложениях сами оптимизируют код для улучшения быстродействия своих приложений для многопроцессорных ПК, не доверяя тому уровню оптимизации, который обеспечивается ОС. Поэтому, если есть возможность, следует приобретать ЦП с большим количеством реальных физических ядер.
Так же вы можете прочитать статьи на темы: Как узнать какого поколения процессор i5 и Разгон процессора.
Загрузка...
