Grundläggande om CPU: Förklarade flera processorer, kärnor och hypertrådning

Den centrala processorenheten (CPU) i din dator utför beräkningsarbetet - i princip kör program. Men moderna processorer erbjuder funktioner som flera kärnor och hyper-threading. Vissa datorer använder till och med flera processorer. Vi är här för att hjälpa till att ordna allt.

RELATERAD: Varför kan du inte använda CPU-klockhastighet för att jämföra datorprestanda

Klockhastigheten för en CPU brukade vara tillräckligt när man jämför prestanda. Saker är inte så enkla längre. En CPU som erbjuder flera kärnor eller hypertrådning kan prestera betydligt bättre än en enkärnig CPU med samma hastighet som inte har hypertrådning. Och datorer med flera processorer kan ha en ännu större fördel. Alla dessa funktioner är utformade så att datorer lättare kan köra flera processer samtidigt - vilket ökar din prestanda vid multitasking eller under kraven från kraftfulla appar som videokodare och moderna spel. Så låt oss ta en titt på var och en av dessa funktioner och vad de kan betyda för dig.

Hyper Threading

Hyper-threading var Intels första försök att få parallell beräkning till konsument-datorer. Det debuterade på stationära CPU: er med Pentium 4 HT redan 2002. Pentium 4: erna för dagen innehöll bara en enda CPU-kärna, så det kunde egentligen bara utföra en uppgift åt gången - även om den kunde växla mellan uppgifter tillräckligt snabbt att det verkade som multitasking. Hyper-threading försökte kompensera för det.

En enda fysisk CPU-kärna med hypertrådning visas som två logiska processorer till ett operativsystem. Processorn är fortfarande en enda processor, så det är lite fusk. Medan operativsystemet ser två processorer för varje kärna, har den faktiska CPU-hårdvaran bara en enda uppsättning körresurser för varje kärna. Processorn låtsas att den har fler kärnor än den gör, och den använder sin egen logik för att påskynda programkörningen. Med andra ord luras operativsystemet till att se två processorer för varje faktisk CPU-kärna.

Hyper-threading tillåter de två logiska CPU-kärnorna att dela resurser för fysisk körning. Detta kan påskynda saker och ting något - om en virtuell CPU stannar och väntar kan den andra virtuella CPU låna sina körresurser. Hyper-threading kan hjälpa till att påskynda ditt system, men det är inte lika bra som att ha faktiska ytterligare kärnor.

Tack och lov är hypertrådning nu en "bonus". Medan de ursprungliga konsumentprocessorerna med hyper-threading bara hade en enda kärna som maskerade som flera kärnor, har moderna Intel-processorer nu både flera kärnor och hyper-threading-teknik. Din CPU med dubbla kärnor med hypertrådning visas som fyra kärnor för ditt operativsystem, medan din fyrkärniga CPU med hypertrådning visas som åtta kärnor. Hyper-threading är ingen ersättning för ytterligare kärnor, men en dual-core CPU med hyper-threading borde fungera bättre än en dual-core CPU utan hyper-threading.

Flera kärnor

Ursprungligen hade processorer en enda kärna. Det innebar att den fysiska processorn hade en enda central processorenhet på sig. För att öka prestandan lägger tillverkarna till ytterligare "kärnor" eller centrala bearbetningsenheter. En dual-core CPU har två centrala processorenheter, så det ser ut för operativsystemet som två CPU: er. En processor med två kärnor kan till exempel köra två olika processer samtidigt. Detta påskyndar ditt system eftersom din dator kan göra flera saker samtidigt.

Till skillnad från hyper-threading finns det inga knep här - en dual-core CPU har bokstavligen två centrala processorenheter på CPU-chipet. En fyrkärnig processor har fyra centrala processorenheter, en oktakärnig processor har åtta centrala processorenheter och så vidare.

Detta hjälper till att dramatiskt förbättra prestandan samtidigt som den fysiska CPU-enheten är liten så att den passar i ett enda uttag. Det behöver bara finnas ett enda CPU-uttag med en enda CPU-enhet insatt i det - inte fyra olika CPU-uttag med fyra olika processorer, var och en behöver sin egen kraft, kylning och annan hårdvara. Det finns mindre latens eftersom kärnorna kan kommunicera snabbare, eftersom de alla har samma chip.

Windows Aktivitetshanterare visar detta ganska bra. Här kan du till exempel se att detta system har en faktisk CPU (socket) och fyra kärnor. Hypertrådning gör att varje kärna ser ut som två processorer i operativsystemet, så det visar 8 logiska processorer.

Flera processorer

RELATERAD: Varför kan du inte använda CPU-klockhastighet för att jämföra datorprestanda

De flesta datorer har bara en enda CPU. Den enskilda CPU: n kan ha flera kärnor eller hyper-threading-teknik - men det är fortfarande bara en fysisk CPU-enhet införd i ett enda CPU-uttag på moderkortet.

Innan hypertrådning och processorer med flera kärnor kom, försökte människor lägga till ytterligare processorkraft till datorer genom att lägga till ytterligare processorer. Detta kräver ett moderkort med flera CPU-uttag. Moderkortet behöver också ytterligare hårdvara för att ansluta dessa CPU-uttag till RAM och andra resurser. Det finns mycket overhead i denna typ av installation. Det finns ytterligare latens om processorerna behöver kommunicera med varandra, system med flera processorer förbrukar mer ström och moderkortet behöver fler uttag och hårdvara.

System med flera processorer är inte särskilt vanliga bland hemanvändardatorer idag. Även ett kraftfullt spelbord med flera grafikkort har i allmänhet bara en enda processor. Du hittar flera CPU-system bland superdatorer, servrar och liknande avancerade system som behöver så mycket antal knaprande kraft som de kan få.

Ju fler processorer eller kärnor en dator har, desto fler saker kan den göra samtidigt, vilket hjälper till att förbättra prestanda för de flesta uppgifter. De flesta datorer har nu processorer med flera kärnor - det mest effektiva alternativet vi har diskuterat. Du hittar till och med processorer med flera kärnor på moderna smartphones och surfplattor. Intel-processorer har också hyper-threading, vilket är en slags bonus. Vissa datorer som behöver mycket CPU-kraft kan ha flera processorer, men det är mycket mindre effektivt än det låter.

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