Частота — еще один фактор, который необходимо учитывать. Частота — не единственный фактор, определяющий скорость, но она оказывает значительное влияние. Используемое программное обеспечение также влияет на скорость. Например, если Adobe CS 6 используется регулярно, оптимальной будет частота процессора 2 ГГц или выше.
Процессор: потоки или ядра
На рынке компьютерного оборудования представлено множество процессоров с большим количеством потоков, чем физических ядер. Для некоторых заданий эти «виртуальные ядра» могут обеспечить значительный прирост производительности. Для других работ они практически бесполезны.
Ядро — это физически отдельный блок обработки, который может выполнять одну последовательность команд за раз. Если есть только одно ядро и много последовательностей для выполнения, ядро быстро переключается между ними, выполняя задачи по одной за раз.
Потоковое (с точки зрения процессора) или виртуальное ядро — это результат вычислительной реализации, когда одно физическое ядро разделяет свою производительность с программой и может работать с несколькими последовательностями команд одновременно. Проще говоря, процессор заставляет операционную систему и программу воспринимать, что ядер больше, чем есть на самом деле. Это можно проверить, открыв диспетчер устройств или другое программное обеспечение для мониторинга оборудования.
Гиперпоточность позволяет более эффективно распараллеливать вычисления. Если одно виртуальное ядро завершило свою работу и простаивает, его ресурсы могут быть использованы другим ядром. Если гиперпоточность не поддерживается, эти ресурсы неактивны. Таким образом, поддержка виртуального ядра может ускорить выполнение некоторых задач, но, конечно, не так хорошо, как добавление физического ядра, и удвоения производительности ожидать не стоит.
Диаграмма концепции нити/виртуального ядра:.
Рассмотрим следующий упрощенный пример: если двухъядерный процессор с двумя потоками одновременно выполняет четыре последовательности команд, а производительность одного ядра для одной последовательности является избыточной, то общая производительность будет такой же, как если бы такой процессор имел два процессорных ядра но четыре потока, так как требуется дополнительное время для переключения между задачами и некоторые ресурсы могут простаивать. Кроме того, если вычислительных ресурсов потоков недостаточно для выполнения последовательности, виртуальные ядра малоэффективны. Требуются дополнительные физические ядра.
Распараллеливание нагрузок с использованием технологии Intel Hyper-Threading
Немного истории
Процессоры были одноядерными и одноядерными. Там, где требовалось эффективное распараллеливание вычислений (серверная часть, рабочие станции), использовались материнские платы с несколькими процессорными разъемами. Поэтому материнская плата должна иметь возможность подключения всех процессоров к другим компонентам (например, к оперативной памяти). По сравнению с современными реализациями, возникали дополнительные задержки и увеличивалось энергопотребление.
Развитие архитектуры началось с гиперпоточности, после чего производители стали размещать множество естественных ядер на одном чипе. Сегодня оба основных производителя процессоров для ПК (Intel и AMD) выпускают модели с двумя и более физическими ядрами, как с поддержкой виртуальных ядер, так и без нее.
Потоки или ядра?
Центральный процессор является одним из основных компонентов системы, который влияет на выполнение целевых задач и удобство использования компьютера. Часто пользователи, желающие построить систему, задают следующие вопросы Какой процессор лучше выбрать? Стоит ли платить больше за дополнительные потоки/виртуальные ядра?
Ответ зависит от предполагаемого сценария использования. В большинстве игр прирост производительности от гиперпоточности минимален или равен нулю, в то время как добавление естественных ядер может положительно сказаться на частоте кадров. Это, конечно, тот случай, когда консоль способна распараллелить вычисления на очень большом количестве ядер. Многие игры, выпущенные за последние несколько лет, могут работать только на двух-четырех ядрах. Остальные либо простаивают, либо выполняют программы в фоновом режиме.
Виртуальные ядра более эффективны для рабочих нагрузок, требующих эффективной параллельной обработки. К ним относятся, например, архивирование файлов, редактирование фотографий, рендеринг видео и моделирование. Поэтому преимущества предоставления дополнительных потоков на компьютерах, используемых в основном для игр и мультимедиа, сомнительны. Однако преимущества возрастают, если параллельно с играми выполняются другие задачи, такие как потоковое вещание, запись/редактирование видео, загрузка/обмен файлами через торрент-клиенты, антивирусный контроль и т.д. В таких случаях виртуальные ядра могут помочь разгрузить естественное ядро.
Однако множитель вычислительной мощности все равно не увеличивается, и в типичном домашнем сценарии часто нецелесообразно переплачивать за виртуальное ядро. Это совсем другой вопрос. Если компьютер используется для деловых целей и с программами, которые правильно работают с гиперпоточностью, правильная оптимизация может повысить производительность на десятки процентов.
Вывод: если речь идет об игровом или мультимедийном домашнем компьютере, не стоит ждать чудес от виртуального ядра. Если вам приходится платить за них дополнительно, подумайте о том, чтобы выбрать дополнительную физику или инвестировать в другое оборудование. Если система будет использоваться для работы, стоит проверить тесты процессора для определенных видов работ, так как прирост может быть значительным.
Аналогично, физическая структура системы называется uarch. Это детальная реализация программной модели, связанная с фактическим выполнением функции. Микроархитектура — это конфигурация, определяющая отдельные элементы, такие как логические блоки, и связи между ними.
Ядра центрального процессора
Ядро — это основной компонент центрального процессора. Здесь выполняются все функции и вычисления. Если имеется несколько ядер, они «общаются» друг с другом и с другими компонентами системы через каналы передачи данных. Количество этих «кирпичиков» влияет на общую производительность процессора, в зависимости от задания. Как правило, чем больше информации, тем быстрее она обрабатывается, но на практике бывают ситуации, когда многоядерные процессоры уступают «неупакованным».
Физические и логические ядра
Многие процессоры Intel, а в последнее время и процессоры AMD, могут выполнять вычисления таким образом, что физическое ядро выполняется двумя вычислительными потоками. Эти потоки называются логическими ядрами. Например, в CPU-Z можно найти следующие функции
Для этого используется технология Intel Hyper-Threading (HT) или технология AMD Simultaneous Multi-Threading (SMT). Важно понимать, что дополнительное логическое ядро будет работать медленнее, чем физическое ядро. Это означает, что полный четырехъядерный процессор мощнее, чем двухъядерный процессор того же поколения, использующий HT или SMT для того же приложения.
Игровые приложения построены таким образом, что центральный процессор работает с видеокартой для вычисления мира. Чем сложнее физика объектов, чем больше их количество, тем больше нагрузка, и чем сильнее «камень», тем лучше он справляется с задачей. Однако не спешите покупать Multicore Monster, так как игра варьируется.
Старые проекты, разработанные до 2015 года, обычно не могут загрузить более одного или двух ядер из-за особенностей кода, созданного разработчиком. В этом случае целесообразнее использовать высокочастотный двухъядерный процессор, а не восьмиядерный низкомегагерцовый. Это только один пример. На практике современные многоядерные процессоры имеют очень высокую производительность на ядро и хорошо работают со старыми играми.
Одной из первых игр, в которой код был загружен равномерно по многим (более четырех) ядрам, стала GTA 5, вышедшая на компьютерах в 2015 году. С тех пор большинство проектов можно считать многопоточными. Это означает, что многоядерные процессоры, скорее всего, не будут отставать от соответствующих высокочастотных процессоров.
В зависимости от того, насколько хорошо игра может использовать компьютерные потоки, многоядерная работа может быть как преимуществом, так и недостатком. На момент написания статьи «игровым» можно считать процессор с четырьмя и более ядрами, желательно с гиперпоточностью (см. выше). Однако разработчики все чаще оптимизируют свой код для параллельных вычислений, и модель с малым количеством ядер скоро безнадежно устареет.
Программы
Работать здесь немного проще, чем в гейминге, поскольку вы можете получить «камни» для работы с определенной программой или пакетом. Рабочие приложения также доступны в однопоточной и многопоточной версиях. В первом случае требуется высокая производительность на ядро, а во втором — большое количество вычислительных потоков. Например, рендеринг видео или 3D-сцены обрабатывается более адекватно, чем многопоточный «процессор», но Photoshop требует одного или двух мощных ядер.
При рассмотрении вопроса о том, как узнать, сколько ядер необходимо, мы заметили особенность процессоров Intel. Стандартные инструменты Windows показывают различные подсчеты ядра. Это происходит благодаря технологии гиперпоточности, которая позволяет выполнять несколько потоков.
Что такое ядро процессора?
Не вдаваясь в технические подробности, количество ядер процессора означает количество задач, которые могут выполняться одновременно. Одноядерные процессоры, существовавшие много лет назад, очень быстро переключались между различными приложениями, что приводило к серьезным замедлениям.
Все изменилось в 2005 году, когда появились первые двухъядерные процессоры — AMDAthlon64x2 и IntelPentiumD. В течение следующего десятилетия эти компании начали выпускать четырехъядерные, одноядерные и даже восьмиядерные процессоры. основные модели. Не так давно компания AMD анонсировала 24-ядерный процессор Threadripper 3970X, предназначенный для высокопроизводительных серверов и рабочих станций, а в 2020 году она выпустит Threadripper 3990WX, 64-ядерный процессор.
Кстати, в области специализированных серверных процессоров уже есть еще более впечатляющие случаи, чем 3970X. Примером может служить 32-ядерный процессор AMDEpyc. Однако его не обязательно устанавливать на обычный компьютер.
Теперь прямая зависимость между скоростью работы профессионального программного обеспечения и количеством ядер процессора очевидна. Но как насчет игрушек?
Производительность одного и нескольких ядер в играх
Когда одноядерные процессоры были наиболее распространены, игры разрабатывались на их основе. Не было причин покупать многоядерный процессор для повышения производительности, не используя возможности дополнительных ядер вообще. Однако те времена давно прошли.
Взрывная популярность двух- и четырехъядерных процессоров позволила разработчикам игр более эффективно распределить вычислительный процесс и добиться гораздо более интересных результатов, чем раньше. Стоит отметить, что консоли сыграли очень важную роль в этом процессе: в 2013 году Microsoft и Sony выпустили XboxOne и PlayStation4 с использованием восьмиядерных чипсетов AMD. Вскоре четырехъядерные процессоры стали «золотым стандартом» для компьютеров, а лучшие восьмиядерные процессоры стали идеальным выбором для геймеров.
Однако прочность каждого ядра важнее, чем их количество. Посмотрите на результаты игровых тестов флагманских IntelCorei9-9900K и AMDRyzen9 3950X. Последний имеет вдвое больше ядер, а первый немного превосходит его по производительности.
Поэтому, если вы хотите получить самый мощный игровой компьютер любой ценой, платформа Intel — лучший выбор на данный момент. AMD, с другой стороны, предлагает гораздо более сбалансированный процессор, который лучше справляется со всеми задачами (и немного уступает в играх) и значительно дешевле.
Если вы хотите собрать менее дорогой компьютер, стоит обратить внимание на шестиядерные процессоры (такие как IntelCorei5-9600K или AMDRyzen5 3600X).
И, конечно, не стоит думать, что четырехъядерные процессоры совершенно не подходят для игр. Это достаточно экономичный вариант, который может прослужить несколько лет. Но на этом все. Не ожидайте, что он будет хорошо работать с играми, выпущенными для консолей следующего поколения.
Если речь идет о процессорах с более чем восемью ядрами, то они используются в дорогих компьютерах, но только в сочетании с достаточно мощными видеокартами. Сочетание i9-9900K и GeForceGTX1660 не имеет смысла. Как минимум, вам понадобится что-то на уровне RTX2070.
В играх следует особо отметить потоковую передачу и запись видео. Если вы хотите запустить эти вещи и стать новым Shroud или хотя бы Lirik, в идеале вам понадобится еще один компьютер с мощным 8-ядерным процессором для кодирования видео в реальном времени. Если вы не можете позволить себе второй, более дорогой компьютер, вам придется выбрать для своего первого компьютера процессор как минимум с 8 ядрами. Он должен одновременно работать как с игровым, так и с потоковым/записывающим ПО. Это очень сложная комбинация (хотя она во многом зависит от выбранной вами игры — если вы совсем не «жадны» до процессоров, четырех ядер может быть вполне достаточно).
Физические и логические ядра CPU
Стоит поговорить о важных различиях между физическими и логическими ядрами. Технологии Intel Hyper-Threading и AMD Simultaneous Multi-Threading позволяют каждому ядру современных процессоров (хоть более, хоть менее дорогих) работать с двумя потоками данных одновременно. Поэтому поддержка HT и SMT означает удвоение количества ядер. От четырех физических ядер до восьми логических ядер.
Помогает ли эта функция в играх и «тяжелых» программах? Ответ очевиден: да, это так!
SMT поддерживается на большинстве процессоров AMD. Поддерживается даже недорогой Ryzen 5; что касается Intel, то только более дорогие Corei7 и Corei9 поддерживают HTT.
Для трехмерной визуализации, кодирования видео, нейронных сетей и т.д. дополнительный вычислительный поток всегда полезен. В играх, в большинстве случаев, это также дает прирост производительности, но не может быть охарактеризовано как важное во всех случаях — опять же, все зависит от разработчика и возможностей оптимизации.
Добрый вечер, уважаемый посетитель. Сегодня мы поговорим о том, что такое ядро процессора и какие функции оно выполняет. Вскоре после этого я хотел бы сказать вам, что мы не будем вдаваться в детали, которые не все техники могут понять. Возьмите с собой бутерброд, потому что все будет доступно, понятно и просто.
Как включить все ядра в работу
В погоне за максимальной производительностью некоторые пользователи хотят использовать всю вычислительную мощность процессора. Для этого существует несколько способов, которые можно использовать по отдельности В качестве альтернативы можно использовать комбинацию различных элементов.
- разблокировка скрытых и незадействованных ядер (подходит далеко не для всех процессоров – необходимо подробно изучать инструкцию в интернете и проверять свою модель);
- активация режима Turbo Boost для повышения частоты на краткосрочный период;
- ручной разгон процессора.
Простейший способ одновременной работы всех активных ядер заключается в следующем
- открываете меню «Пуск» соответствующей кнопкой;
- прописываете в строке поиска команду «msconfig.exe» (только без кавычек);
- находите сверху вкладку «Загрузка»;
- открываете пункт «дополнительные параметры» и задаете необходимые значения в графе «число процессоров», предварительно активировав флажок напротив строки.
Как включить все ядра в Windows 10?
Теперь, когда Windows запускается, все вычислительно активные естественные ядра (не путать с нитями) будут функционировать одновременно.
Обладателям старых процессоров AMD
Следующая информация полезна для владельцев старых процессоров AMD. Если вы все еще используете следующие чипы, вы будете удивлены положительным эффектом. Дополнительная технология разблокировки ядра называется ACC (Advanced Clock Calibration). Он поддерживается следующими чипсетами Утилиты для разблокировки дополнительных ядер имеют разные названия у разных поставщиков. Этот простой метод позволяет преобразовать двухъядерную систему в четырехъядерную. Большинство из вас этого не знают, не так ли? Надеюсь, вы сможете помочь мне получить бесплатное увеличение производительности.
В этой статье я постарался как можно подробнее объяснить, что такое ядро, что оно собой представляет, какие функции выполняет и какими возможностями обладает.
В следующей порции будет еще больше, так что не пропускайте этот новый материал. Пока-пока.
В этой статье я постарался как можно подробнее объяснить, что такое ядро, что оно собой представляет, какие функции выполняет и какими возможностями обладает.
«Игровая синтетика»: Ashes of the Singularity: Escalation
Тестирование было сосредоточено на сердечно-легочной реанимации.
Для упрощения восприятия результатов тестирования все данные были представлены в виде графика с прайс-листом.
Следует отметить, что оба процессора достаточно хорошо справились с этой игрой, но визуально плавность изображения все же отдавала предпочтение процессору с шестью ядрами.
Assassin’s Creed Odyssey
Графические настройки были максимально низкими.
Дополнительные слабые ядра положительно сказались на производительности Assassin’s Creed Odyssey.
Для упрощения восприятия результатов тестирования все данные были представлены в виде графика с прайс-листом.
Даже при минимальных настройках графики они не смогли «спасти» четыре турбированных ядра от потери для Assassin’s Creed Odyssey. К сожалению, разница в гигагерцах не позволила получить четыре ядра.
Far Cry New Dawn
Для упрощения восприятия результатов тестирования все данные были представлены в виде графика с прайс-листом.
В этой игре шесть низкочастотных ядер потерпели подавляющее поражение в плавности, проиграв четырем быстрым ядрам.
