Shtimi i disa bërthamave në një procesor të vetëm ofron përfitime të rëndësishme falë natyrës multitasking të sistemeve moderne operative. Megjithatë, për disa qëllime, ekziston një kufi praktik i sipërm se sa bërthama japin përmirësime në lidhje me koston e shtimit të tyre.
Përparime të teknologjisë me shumë bërthama
Përpunuesit me shumë bërthama kanë qenë të disponueshëm në kompjuterët personalë që nga fillimi i viteve 2000. Modelet me shumë bërthama trajtuan problemin e procesorëve që godasin tavanin e kufizimeve të tyre fizike për sa i përket shpejtësisë së orës së tyre dhe sa efektivisht mund të ftoheshin dhe të ruanin ende saktësinë. Duke kaluar në bërthama shtesë në një çip të vetëm procesori, prodhuesit shmangën problemet me shpejtësinë e orës duke shumëzuar në mënyrë efektive sasinë e të dhënave që mund të trajtoheshin nga CPU.
Kur u lëshuan fillimisht, prodhuesit ofruan vetëm dy bërthama në një CPU të vetme, por tani ka opsione për katër, gjashtë dhe madje 10 ose më shumë. Përveç shtimit të bërthamave, teknologjitë e njëkohshme multithreading-siç është Hyper-Threading e Intel-mund të dyfishojnë bërthamat virtuale që sheh sistemi operativ.
Proceset dhe temat
Një proces është një detyrë specifike, si një program, që funksionon në një kompjuter. Një proces përbëhet nga një ose më shumë tema.
Një fije është thjesht një rrjedhë e vetme e të dhënave nga një program që kalon përmes procesorit në kompjuter. Çdo aplikacion gjeneron një ose shumë thread-et e veta në varësi të mënyrës se si funksionon. Pa kryerjen e shumë detyrave, një procesor me një bërthamë mund të trajtojë vetëm një thread të vetëm në të njëjtën kohë, kështu që sistemi kalon me shpejtësi midis thread-ve për të përpunuar të dhënat në një mënyrë në dukje të njëkohshme.
Përfitimi i të pasurit bërthama të shumta është se sistemi mund të trajtojë më shumë se një thread në të njëjtën kohë. Çdo bërthamë mund të trajtojë një rrymë të veçantë të dhënash. Kjo arkitekturë rrit shumë performancën e një sistemi që po ekzekuton aplikacione të njëkohshme. Meqenëse serverët priren të ekzekutojnë shumë aplikacione të njëkohshme në një kohë të caktuar, teknologjia fillimisht u zhvillua për klientin e ndërmarrjes - por ndërsa kompjuterët personalë u bënë më të ndërlikuar dhe u rritën shumë detyra, ata gjithashtu përfituan nga të pasurit bërthama shtesë.
Çdo proces, sidoqoftë, drejtohet nga një fije kryesore që mund të zërë vetëm një bërthamë të vetme. Kështu, shpejtësia relative e një programi si një lojë ose një interpretues video është shumë e kufizuar në aftësinë e bërthamës që konsumon filli kryesor. Fijet kryesore mund të delegojnë absolutisht thread-et dytësore te bërthamat e tjera - por një lojë nuk bëhet dy herë më e shpejtë kur dyfishoni bërthamat. Kështu, nuk është e pazakontë që një lojë të maksimizojë plotësisht një bërthamë (fije kryesore) por të shohë vetëm përdorimin e pjesshëm të bërthamave të tjera për fijet dytësore. Asnjë sasi e dyfishimit të bërthamës nuk ka të bëjë me faktin se bërthama kryesore është një kufizues i shpejtësisë për aplikacionin tuaj dhe aplikacionet që janë të ndjeshme ndaj kësaj arkitekture do të performojnë më mirë se aplikacionet që nuk janë.
varësia e softuerit
Ndërsa koncepti i procesorëve me shumë bërthama tingëllon tërheqës, ka një paralajmërim të madh për këtë teknologji. Që të përfitohen përfitimet e vërteta të procesorëve të shumtë, softueri që funksionon në kompjuter duhet të shkruhet për të mbështetur multithreading. Pa softuerin që e mbështet një veçori të tillë, thread-et do të drejtohen kryesisht përmes një bërthame të vetme, duke degraduar kështu efikasitetin e përgjithshëm të kompjuterit. Në fund të fundit, nëse mund të funksionojë vetëm me një bërthamë të vetme në një procesor me katër bërthama, në fakt mund të jetë më e shpejtë për ta përdorur atë në një procesor me dy bërthama me shpejtësi më të larta të orës bazë.
Të gjithë sistemet kryesore operative aktuale mbështesin aftësinë multithreading. Por multithreading duhet gjithashtu të shkruhet në softuerin e aplikacionit. Mbështetja për multithreading në softuerin e konsumatorit është përmirësuar me kalimin e viteve, por për shumë programe të thjeshta, mbështetja multithreading ende nuk zbatohet për shkak të kompleksitetit të ndërtimit të softuerit. Për shembull, një program poste ose shfletues uebi nuk ka të ngjarë të shohë përfitime të mëdha për multithreading aq sa do të bënte një program grafike ose redaktimi video, ku kompjuteri përpunon llogaritjet komplekse.
Një shembull i mirë për të shpjeguar këtë prirje është të shikosh një lojë tipike kompjuterike. Shumica e lojërave kërkojnë një formë të motorit të paraqitjes për të shfaqur atë që po ndodh në lojë. Përveç kësaj, një lloj inteligjence artificiale kontrollon ngjarjet dhe personazhet në lojë. Me një bërthamë të vetme, të dyja detyrat ekzekutohen duke kaluar midis tyre. Kjo qasje nuk është efikase. Nëse sistemi kishte shumë procesorë, interpretimi dhe AI mund të funksiononin secili në një bërthamë të veçantë - një situatë ideale për një procesor me shumë bërthama.
Është 8 > 4 > 2?
Dalja përtej dy bërthamave paraqet përfitime të përziera, duke qenë se përgjigja për çdo blerës të caktuar kompjuteri varet nga softueri që ai ose ajo përdor zakonisht. Për shembull, shumë lojëra klasike ende ofrojnë pak diferencë të performancës midis dy dhe katër bërthamave. Edhe lojërat moderne - disa prej të cilave pretendohet se kërkojnë ose mbështesin tetë bërthama - mund të mos performojnë më mirë se një makinë me gjashtë bërthama me një shpejtësi më të lartë të orës bazë, duke pasur parasysh që efektiviteti i fillit parësor rregullon efikasitetin e performancës me shumë fije.
Nga ana tjetër, një program kodimi video që transkodon videon ka të ngjarë të ketë përfitime të mëdha pasi interpretimi individual i kornizave mund të kalohet në bërthama të ndryshme dhe më pas të renditet në një transmetim të vetëm nga softueri. Kështu, të kesh tetë bërthama do të jetë edhe më e dobishme sesa të kesh katër. Në thelb, filli kryesor nuk ka nevojë për burime relativisht të pasura; në vend të kësaj, ai mund të bëjë punën e vështirë për fijet e bijave që maksimizojnë bërthamat e procesorit.
Shpejtësitë e orës
Në terma të përgjithshëm, një shpejtësi më e lartë e orës do të thotë një procesor më i shpejtë. Shpejtësitë e orës bëhen më të mjegullt kur merren parasysh shpejtësitë në lidhje me bërthamat e shumta sepse procesorët shtypin temat e shumta të të dhënave falë bërthamave shtesë, por secila prej këtyre bërthamave do të funksionojë me shpejtësi më të ulët për shkak të kufizimeve termike.
Për shembull, një procesor me dy bërthama mund të mbështesë shpejtësinë bazë të orës prej 3,5 GHz për çdo procesor, ndërsa një procesor me katër bërthama mund të funksionojë vetëm në 3,0 GHz. Vetëm duke parë një bërthamë të vetme në secilën prej tyre, procesori me dy bërthama është 14 për qind më i shpejtë se ai me katër bërthama. Kështu, nëse keni një program që është vetëm me një fije, procesori me dy bërthama është në të vërtetë më efikas. Pastaj përsëri, nëse softueri juaj mund të përdorë të katër procesorët, atëherë procesori me katër bërthama do të jetë në të vërtetë rreth 70 për qind më i shpejtë se ai procesor me dy bërthama.
Përfundime
Për pjesën më të madhe, të kesh një procesor më të lartë të numrit të bërthamave është përgjithësisht më mirë nëse softueri juaj dhe rastet e përdorimit tipik e mbështesin atë. Në pjesën më të madhe, një procesor me dy bërthama ose katër bërthama do të jetë më se fuqia e mjaftueshme për një përdorues bazë kompjuteri. Shumica e konsumatorëve nuk do të shohin përfitime të prekshme nga tejkalimi i katër bërthamave të procesorit, sepse kaq pak softuer jo të specializuar përfiton prej tij. Rasti më i mirë i përdorimit për përpunuesit me numër të lartë bërthamor lidhet me makinat që kryejnë detyra komplekse, të tilla si redaktimi i videove në desktop, disa forma të lojërave të nivelit të lartë ose programe të komplikuara shkencore dhe matematikore.
Shikoni mendimet tona rreth Sa i shpejtë i një kompjuteri më nevojitet? për të marrë një ide më të mirë se çfarë lloji procesori përputhet më mirë me nevojat tuaja kompjuterike.
