Ядра или потоки: что важнее для процессора.

Ядра процессора против потоков – В прежние времена высокая “тактовая частота” была важна для производительности процессора. Но для последних поколений процессоров, количество ядер и количество потоков оказывают более существенное влияние на температуру процессора и его производительность.
Количество ядер и потоков, содержащихся в процессоре, являются неотъемлемыми факторами, которые необходимо учитывать при проведении сравнений, но не все знают, к чему относятся эти цифры или почему они так важны. Чтобы упростить вам задачу, я простыми словами объясню средства и различия между ядрами процессора и потоками!

Что такое ядро процессора?

Ядро процессора — это единый исполнительный модуль внутри центрального процессора. Он может обрабатывать одну задачу за раз и содержит все основные части процессора, необходимые для выполнения этой задачи: извлечение инструкций из памяти, выполнение этих инструкций и запись обратно любых данных или результатов. Количество ядер определяет, сколько задач может быть выполнено одновременно на одном процессоре.

Почему большее количество ядер повышает производительность?

Почему двухъядерные или многоядерные процессоры работают лучше, чем одноядерные? Правда ли, что чем больше ядер в процессоре, тем он лучше?

Давайте рассмотрим одно ядро; только один мозг может выполнять эту работу; поэтому, пока было мало программного обеспечения для использования, такого как “только Windows”, одного ядра было достаточно. Кроме того, старая Windows работала с очень небольшим объёмом памяти и производительностью процессора, поэтому другие приложения по-прежнему запускались с Windows.

Но, начиная с Windows Vista, требуемая производительность обработки значительно возросла, и, естественно, одно ядро не может справляться со сложными процессами. В результате работа ПК стала тяжёлой. Вместо того, чтобы полагаться на один одноядерный процессор для множества функций. Многоядерные, такие как двухъядерные, четырехъядерные, шестиядерные, восьмиядерные и т.д., внедренные в чип процессора singe, установленный в процессорный разъем материнской платы.

Многоядерность распределяет рабочие нагрузки между несколькими ядрами для повышения производительности системы и ускорения процессов.

За счёт увеличения количества ядер, которые могут работать, увеличилось количество задач, которые могут выполняться одновременно. Одному человеку (одноядерному) сложно выполнять 4 задания (Windows / Excel / Chrome / Text); но, когда есть 4 человека (четырехъядерные), это становится намного более управляемым. Вот почему использование “многоядерности” значительно улучшило возможности процессоров в отношении производительности.

От количества работы – для задач с высокой вычислительной нагрузкой, чем больше ядер, тем лучше. Например, кодирование видео является типичным примером, и для таких функций, как рендеринг и моделирование физических вычислений, много ядер приводят к повышению производительности. Вот почему для редактирования и рендеринга предлагается минимум шесть ядер, но не четырехъядерный чип, который подходит для игр.

Что такое поток процессора, его роль и как он связан с ядрами?

Потоки не являются физическими частями процессоров. Вместо этого они служат потоком управления программами и позволяют эффективно управлять задачами процессора. Благодаря потоковой обработке отдельные процессы могут быть разбиты на более мелкие части, чтобы сократить время ожидания на каждом шаге в очереди процессов – в конечном счёте, повышая эффективность!

Чтобы объяснить простыми словами, если у меня 2-ядерный процессор, работающий на частоте 3 ГГц, общая скорость для четырёх ядер составляет 6 ГГц. Но если в дополнение к 4 процессорным ядрам с частотой 3 ГГц каждое из этих ядер содержит 2 потока, у меня всё равно будет 6 ГГц обработки, но моё время отклика может значительно улучшиться, поскольку одно ядро сможет обрабатывать задачу быстрее, разделяя её выполнение на 2 потока, вместо того, чтобы просто выполнять одну за другой. Таким образом, выделение большего количества мощности и ресурсов для этой конфигурации приведёт к повышению эффективности и увеличению общей тактовой частоты на 12 ГГц.

Ниже приведено изображение, описывающее ядра процессора и потоки – разница

В двух словах, ядра — это отдельные процессоры в чипе, которые обрабатывают две задачи одновременно (даже если технически одна задача обрабатывается в любой данный момент). Затем потоки делят мощность каждого ядра пополам; таким образом, вместо обработки одной полной задачи на ядро, они напоминают выполнение двух одновременных задач на каждом – по сути, это похоже на выполнение двух функций для каждого ядра, а не только одной.

Хотя 2 потока никогда не будут такими же быстрыми, как 2 реальных физических ядра, они помогают сделать существующие ядра намного более искусными в выполнении задач.

Большее количество потоков позволяет нам запускать несколько приложений одновременно: работать с документами, слушать музыку, просматривать веб-страницы. Более того, каждая программа будет работать эффективно и быстро без сбоев и зависаний.

Следует ли предполагать большую производительность при большем количестве потоков? А в играх?

Виртуальное разделение вычислительной мощности процессора на потоки также называется гиперпоточностью. И таким образом, это не физическое увеличение количества ядер, следовательно, вычислительный потенциал процессора остаётся неизменным.

Следовательно, удвоение количества потоков может только повысить эффективность процессора (как описано на приведённом выше рисунке) за счёт одновременного выполнения нескольких задач на каждом ядре – преимущество, которое становится гораздо более значительным во время игр, где требуется быстрое выполнение многих процессов.

Технология многопоточности

Процессор Intel называется “HTT”, что означает технологию Hyper-Threading. Процессоры AMD реализуют SMT, что означает одновременную многопоточность.

Процессор Intel: HTTP.
Процессор AMD: SMT (серия Ryzen или более поздняя).

HTT и SMT — это одна и та же технология, но с разными названиями.

Какова тактовая частота? Где она находится?

Тактовая частота процессора показывает количество команд, которые могут быть обработаны за одну секунду, и выражается в единицах Гц (Hertz). В прошлом, когда процессоры имели только одно ядро, это число показывало, насколько хорошо оно будет работать. Сегодня, с многоядерной технологией, для определения общей производительности процессора полагаться только на тактовую частоту недостаточно.

Например, процессор с четырьмя ядрами на частоте 2 ГГц может обрабатывать инструкции более эффективно, чем процессор с двумя ядрами на частоте 3 ГГц. Хотя число тактовой частоты указывает на общую производительность, само по себе это не обязательно означает высокую производительность.

Заключительные слова

При оценке производительности процессора вы можете судить о приблизительной производительности, глядя на количество ядер против потоков и количество тактов. Разницу в производительности процессора определяют другие факторы, но нет сомнений в том, что эти три фактора являются значимыми моментами, которые указывают на производительность процессора.

В любом случае, я знаю, что этот раздел “Ядра процессора против потоков” плотный и сложный для понимания, поэтому я постарался объяснить его вам как можно лучше, надеюсь, вам понравилось это объяснение. Это помогло вам, но если у вас всё ещё есть какие-либо сомнения, что, вероятно, связано со сложностью этой темы, не стесняйтесь использовать комментарий для ответа.