Bir vaqtning o'zida ko'p ishlov berish

Ish printsipi
Aksariyat zamonaviy ko'p yadroli protsessorlar quyidagi sxema bo'yicha ishlaydi. Agar ishlaydigan dastur ko'p ishlov berishni qo'llab-quvvatlasa, u protsessorni bir vaqtning o'zida bir nechta vazifalarni bajarishga majbur qilishi mumkin. Masalan, agar kompyuterda 1,8 gigagertsli soat tezligiga ega 4 yadroli protsessor ishlatilsa, dastur barcha to'rt yadrolarni bir vaqtning o'zida ish bilan "yuklashi" mumkin, shu bilan birga protsessorning umumiy chastotasi 7,2 gigagertsli bo'ladi. Agar bir vaqtning o'zida bir nechta dasturlar ishlayotgan bo'lsa, ularning har biri protsessor yadrolarining bir qismidan foydalanishi mumkin, bu ham kompyuter ish faoliyatini oshirishga olib keladi.

Ko'pgina operatsion tizimlar multithreadingni qo'llab-quvvatlaydi, shuning uchun ko'p yadroli protsessorlardan foydalanish kompyuterni tezkorlashtirishi mumkin, hatto ko'p ishlov berishni qo'llab-quvvatlamaydigan dasturlarda ham. Agar biz faqat bitta dasturning ishlashini ko'rib chiqsak, unda ko'p yadroli protsessorlardan foydalanish, agar ushbu dastur ko'p ishlov berish uchun optimallashtirilgan bo'lsa, oqlanadi. Aks holda, ko'p yadroli protsessorning tezligi odatdagi protsessordan farq qilmaydi va ba'zida u hatto sekinroq ishlaydi.

Bir nechta yadroli protsessorlar qurilishidan oldin, Intel va AMD kabi odamlar va kompaniyalar bir nechta protsessorli kompyuterlarni yaratishga harakat qilishdi. Buning ma'nosi shundan iborat ediki, bir nechta protsessorli rozetkaga ega anakart kerak edi. Bu nafaqat boshqa protsessor soketiga jismoniy moslamalar kerak bo'lgani uchun qimmatroq bo'ldi, balki ikkala protsessor o'rtasida amalga oshiriladigan aloqaning kuchayishi tufayli kutish vaqtini oshirdi. Anakart ma'lumotlarning barchasini protsessorga yuborishdan ko'ra, ularni kompyuterda ikkita alohida joylarga ajratishi kerak edi. Jismoniy masofa aslida jarayon sekinroq bo'lishini anglatadi. Ushbu jarayonlarni bir nechta yadroli bitta chipga qo'yish nafaqat sayohat uchun kamroq masofani anglatishini, balki turli xil yadrolar ayniqsa og'ir ishlarni bajarish uchun resurslarni taqsimlashini anglatadi. Masalan, Intel'ning Pentium II va Pentium III chiplari ikkala versiyada ham bitta anakartda ikkita protsessor o'rnatilgan.

Ko'p yadroli protsessor vazifasi.

Bu juda oddiy. Bir nechta yadroga ega bo'lish bir vaqtning o'zida bir nechta ishni bajarish imkonini beradi. Masalan, agar siz elektron pochta xabarlari ustida ishlayotgan bo'lsangiz, Internet-brauzeringiz bo'lsa, Excel jadvalida ishlayotgan bo'lsangiz va iTunes-da musiqa tinglayotgan bo'lsangiz, to'rt yadroli protsessor bir vaqtning o'zida bu ishlarning barchasida ishlashi mumkin. Yoki, agar foydalanuvchida darhol bajarilishi kerak bo'lgan vazifa bo'lsa, uni kichikroq, osonroq ishlarga ajratish mumkin.
Bir nechta yadrodan foydalanish nafaqat bir nechta dasturlar bilan cheklanib qolmaydi. Masalan, Google Chrome har bir yangi sahifani bir vaqtning o'zida bir nechta yadrolarning afzalliklaridan foydalanishi mumkin bo'lgan boshqa jarayon bilan ta'minlaydi. Ammo ba'zi dasturlar bitta tishli deb nomlanadi, ya'ni ular bir nechta yadrolarni ishlata olmaslik uchun yozilmagan va bunday qila olmaydi. Bu erda yana giper-tishlash boshlanadi, bu Chrome-ga bir nechta sahifani bitta "haqiqiy yadro" ga ikkita "mantiqiy yadro" ga yuborish imkonini beradi.
Ko'p yadroli protsessorlar va giper-tishli protsessorlar bilan qo'lma-qo'l yurish bu ko'p tarmoqli tushuncha. Multithreading aslida operatsion tizim uchun kodni eng asosiy shakliga yoki ipiga bo'lish va bir vaqtning o'zida turli yadrolarga tarqatish orqali bir nechta yadrolarning afzalliklaridan foydalanish qobiliyatidir. Bu, albatta, ko'p yadroli protsessorlarda bo'lgani kabi ko'p protsessorlarda ham muhimdir. Multi-tishlash bu tovushga qaraganda biroz murakkabroq, chunki operatsion tizim dasturni samarali ishlashini davom ettirish uchun kodni to'g'ri buyurtma qilishni talab qiladi.

An Intel Core 2 Duo E6750 ikki yadroli protsessor

Ko'p yadroli protsessorlar ishlash prinsipi.

Birinchidan, anakart va operatsion tizim protsessorni va bir nechta yadro mavjudligini tanib olishlari kerak. Eski kompyuterlar faqat bitta yadroga ega edi, shuning uchun agar foydalanuvchi bir nechta yadroli yangi kompyuterga o'rnatmoqchi bo'lsa, eski operatsion tizim juda yaxshi ishlamasligi mumkin. Masalan, Windows 95 giper-tishli yoki bir nechta yadrolarni qo'llab-quvvatlamaydi. Yaqinda chiqarilgan barcha operatsion tizimlar ko'p yadroli protsessorlarni, shu jumladan Windows 7, 8, yangi chiqarilgan 10 va Apple OS X 10.10 kabi protsessorlarni qo'llab-quvvatlaydi.

An AMD Athlon X2 6400+ ikki yadroli protsessor
A ko'p yadroli protsessor bitta kompyuter protsessori integral mikrosxema ikki yoki undan ortiq alohida bilan ishlov berish birliklari, ularning har biri o'qiydigan va bajaradigan yadro deb nomlangan dastur ko'rsatmalari.[1] Ko'rsatmalar oddiy CPU ko'rsatmalari (masalan, ma'lumotlarni qo'shish, ko'chirish va filiallarni qo'shish), lekin bitta protsessor bir vaqtning o'zida alohida yadrolarda ko'rsatmalarni bajarishi va qo'llab-quvvatlaydigan dasturlarning umumiy tezligini oshirishi mumkin. ko'p ishlov berish yoki boshqa parallel hisoblash texnikasi.[2] Ishlab chiqaruvchilar odatda yadrolarni bitta integral mikrosxemaga birlashtiradilar o'lmoq (mikrosxemali protsessor yoki CMP deb nomlanadi) yoki bitta ichida bir nechta o'liklarga chip to'plami. Hozirda deyarli barcha shaxsiy kompyuterlarda ishlatiladigan mikroprotsessorlar ko'p yadroli.

Bir vaqtning o'zida ko'p ishlov berish

Simmetrik ko'p ishlov berishning yuqoridagi barcha kamchiliklariga asoslanib, ish faoliyatini yaxshilashning boshqa usullarini ishlab chiqish va ishlab chiqish mantiqan to'g'ri keladi. Agar siz protsessorda har bir alohida tranzistorning ishini tahlil qilsangiz, siz juda ko'p narsalarga e'tibor berishingiz mumkin qiziq fakt- ko'pgina hisoblash operatsiyalarini bajarishda protsessorning barcha komponentlari qatnashmaydi (so'nggi tadqiqotlarga ko'ra, barcha tranzistorlarning taxminan 30%). Shunday qilib, agar protsessor, aytaylik, murakkab bo'lmagan ishni bajarsa arifmetik operatsiya, keyin protsessorning ko'p qismi ishlamayapti, shuning uchun uni boshqa hisoblar uchun ishlatish mumkin. Shunday qilib, agar kirsa bu lahza protsessor haqiqiy operatsiyalarni bajaradi, keyin bo'sh qismga butun sonli arifmetik operatsiyani yuklash mumkin. Protsessorga yukni oshirish uchun siz operatsiyalarning spekulyativ (yoki oldindan) bajarilishini yaratishingiz mumkin, bu protsessorning apparat mantig'ida juda murakkablikni talab qiladi. Agar siz dasturda bir -biridan mustaqil ravishda bajarilishi mumkin bo'lgan mavzularni (buyruqlar ketma -ketligini) oldindan belgilab qo'ysangiz, bu vazifani ancha soddalashtiradi ( Bu yerga apparatda osonlik bilan amalga oshiriladi). Din Tulsenga tegishli bo'lgan bu g'oya (u 1955 yilda Vashington universitetida ishlab chiqilgan) simulyativ taniqli ko'p ishlov berish deb nomlanadi. Keyinchalik Intel tomonidan hiper-tishli deb nomlangan ( giper tishli). Shunday qilib, bir nechta oqimlarni bajaradigan bitta protsessor operatsion tizim tomonidan seziladi. Windows tizimi bir nechta protsessorlar kabi. Ushbu texnologiyadan foydalanish yana tegishli darajadagi dasturiy ta'minotni talab qiladi. Ko'p ishlov berish texnologiyasidan foydalanishning maksimal ta'siri taxminan 30%ni tashkil qiladi.

Ko'p yadroli

Multithreading texnologiyasi - bu ko'p yadroli dasturiy ta'minot. Ishlashning yanada oshishi, har doimgidek, protsessor apparatining o'zgarishini talab qiladi. Tizimlar va arxitekturaning murakkabligi har doim ham samarali emas. Qarama -qarshi fikr bor: "aqlli hamma narsa oddiy!". Darhaqiqat, protsessorning ish faoliyatini oshirish uchun uning chastotasini oshirish, mantiqiy va apparat komponentlarini murakkablashtirish shart emas, chunki mavjud texnologiyani ratsionalizatsiya qilish va takomillashtirish kifoya. Bu usul juda foydali - protsessorning issiqlik tarqalishini oshirish, mikrosxemalar ishlab chiqarish uchun yangi qimmatbaho uskunalarni ishlab chiqish muammosini hal qilishning hojati yo'q. Bu yondashuv ko'p yadroli texnologiya - bir kristalda bir nechta hisoblash yadrolarini joriy etish doirasida amalga oshirildi. Agar biz asl protsessorni olsak va ishlashni yaxshilashning bir necha usullarini qo'llashda yutuqlarni solishtirsak, unda ko'p yadroli texnologiyadan foydalanish eng yaxshi variant ekanligi aniq.
Agar biz nosimmetrik ko'p protsessor va ko'p yadroli arxitekturani solishtirsak, ular deyarli bir xil bo'ladi. Asosiy kesh ko'p darajali bo'lishi mumkin (mahalliy va umumiy, RAMdan ma'lumotlarni to'g'ridan -to'g'ri L2 keshiga yuklash mumkin). Ko'p yadroli protsessor arxitekturasining afzalliklariga asoslanib, ishlab chiqaruvchilar unga e'tibor qaratadilar. Bu texnologiya amalga oshirish juda arzon va universal bo'lib chiqdi, bu uni keng bozorga olib chiqish imkonini berdi. Bundan tashqari, bu arxitektura Mur qonuniga o'z tuzatishlarini kiritdi: "protsessorda hisoblash yadrolari soni har 18 oyda ikki baravar ko'payadi".
Agar siz zamonaviy kompyuter bozoriga nazar tashlasangiz, to'rt va sakkizta qurilmalarga ega ekanligini ko'rishingiz mumkin. yadro protsessorlari... Bundan tashqari, protsessor ishlab chiqaruvchilari tez orada bozorda yuzlab protsessor yadrolari bo'lgan protsessorlar paydo bo'lishini da'vo qiladilar. Ko'p marta aytilganidek, ko'p yadroli arxitekturaning to'liq salohiyati faqat yuqori sifatli dasturiy ta'minot bilan ochiladi. Shunday qilib, kompyuter texnikasi va dasturiy ta'minotini ishlab chiqarish sohasi bir -biri bilan chambarchas bog'liq.
Protsessor har qanday kompyuterning yuragi. Mobil, statsionar - bu muhim emas. U qurilmaning hisoblash kuchini aniqlaydi. Agar protsessor kuchi kompyuterga yuklangan vazifalarga mos kelmasa, bu kompyuter bilan ishlash turli qiyinchiliklarni keltirib chiqarishi mumkin, bu birinchi navbatda ishlashning pasayishi va natijada ish vaqtining samarasiz sarflanishi bilan ifodalanadi.
Shuning uchun protsessorning imkoniyatlari kompyuter sotib olinayotgan yoki qurilayotgan vazifalarga mos kelishi muhim ahamiyatga ega. Va eng muhimi, agar siz o'yin kompyuterini qurayotgan bo'lsangiz, etarli quvvatga ega protsessorni tanlashingiz kerak, chunki agar siz yetarlicha kuchli protsessordan foydalanayotgan bo'lsangiz, hatto eng zo'r video kartaning imkoniyatlari ham cheklangan bo'lishi mumkin.