Višejezgreni procesor je integrirani krug s dva ili više procesora povezanih na njega za bržu istodobnu obradu nekoliko zadataka, smanjenu potrošnju energije i za bolje performanse. Općenito, sastoji se od dva ili više procesora koji čitaju i izvršavaju programske upute.
Drugim riječima, na jednom čipu višejezgreni procesor sastoji se od brojnih procesorskih jedinica ili 'jezgri', od kojih svaka ima potencijal obavljanja različitih zadataka. Na primjer, ako obavljate mnogo zadataka odjednom, kao što je gledanje filma i korištenje WhatsAppa, jedna jezgra će se baviti aktivnostima poput gledanja filma, dok će druga obrađivati druge odgovornosti kao što je WhatsApp.
varijabla globalni javascript
Dvojezgrena konfiguracija usporediva je s nekoliko različitih procesora instaliranih na istom računalu, ali je veza između njih brža jer su dva CPU-a uključena u istu utičnicu. Pojedinačne jezgre mogu paralelno izvršavati nekoliko instrukcija, povećavajući brzinu softvera izgrađenog da koristi jedinstvene značajke arhitekture.
U usporedbi s jednojezgrenim procesorom, dvojezgreni procesor obično je dvostruko jači u idealnim okolnostima. U stvarnosti se očekuju poboljšanja performansi od oko 50%: dvojezgreni CPU otprilike je 1,5 puta jači od jednojezgrenog procesora.
Kako jednojezgreni procesori dosežu svoje fizičke granice složenosti i brzine, višejezgreno računalstvo postaje sve popularnije. U moderno doba većina sustava je višejezgrena. Višejezgreni ili masovno višejezgreni sustavi odnose se na sustave s ogromnim brojem CPU jezgri, poput desetaka ili stotina.
Početkom 2000-ih, Intel i AMD izdali su prve višejezgrene procesore. U moderno doba CPU-i dolaze s dvije ('dvojezgrene'), četiri ('četverojezgrene'), šest ('šestojezgrene') i osam ('osmojezgrene') jezgre ('osmojezgrene' ). FPGA procesori sadrže do 100 fizičkih jezgri i 1000 efektivnih neovisnih jezgri (Field Programmable Gate Arrays).
Arhitektura višejezgrenog procesora
Dizajn višejezgrenog procesora omogućuje komunikaciju između svih dostupnih jezgri, a one dijele i dodjeljuju sve procesne dužnosti na odgovarajući način. Obrađeni podaci iz svake jezgre prenose se natrag na glavnu ploču računala (Matičnu ploču) putem jednog zajedničkog pristupnika nakon što su sve operacije obrade završene. Ova metoda pobjeđuje jednojezgreni CPU u pogledu ukupne izvedbe.
Prednosti višejezgrenog procesora
Višejezgreni procesori imaju niz prednosti (prednosti), uključujući:
Izvođenje
Višejezgreni CPU po prirodi može obaviti više posla u usporedbi s jednojezgrenim procesorom. Razmak između jezgri integriranog kruga omogućuje brži radni takt. Kao rezultat toga, signali ne moraju prijeći veliku udaljenost da bi dosegli cilj, a također su postojani. U usporedbi s korištenjem zasebnog procesora, brzine su daleko veće.
Pouzdanost
U višejezgrenim procesorima, softver je uvijek dodijeljen različitim jezgrama. Kad jedan dio softvera zakaže, ostali ostaju nepromijenjeni. Kad god se pojavi kvar, on utječe samo na jednu jezgru. Kao rezultat toga, višejezgreni CPU-i su sposobniji odoljeti greškama.
stolovi u lateksu
Interakcije softvera
Čak i ako softver radi na više jezgri, on će međusobno komunicirati. Prostorna i vremenska izolacija je proces kroz koji prolazi višejezgreni procesor. Temeljne niti nikada ne kasne kao rezultat ovih procesa.
Multitasking
Operativni sustav može koristiti višejezgreni CPU za pokretanje dva ili više procesa u isto vrijeme, čak i ako se mnogi programi mogu izvršavati u isto vrijeme. Photoshop aplikacija, na primjer, može se koristiti za obavljanje dva posla odjednom.
Potrošnja energije
S druge strane, višezadaćnost s višejezgrenim CPU-om zahtijeva manje energije. Koristit će se samo dio CPU-a koji stvara toplinu. Potrošnja energije je na kraju minimizirana, što rezultira manjim korištenjem baterije. Neki operativni sustavi, s druge strane, trebaju više resursa u usporedbi s drugima.
globalna promjenljiva u js
Izbjegavanje zastarjelosti
Arhitekti mogu izbjeći zastarjelost tehnologije i povećati mogućnost održavanja korištenjem višejezgrenih procesora. Proizvođači čipova koriste najnovija tehnološka dostignuća u svojim višejezgrenim procesorima. Jednojezgrene čipove postaje sve teže nabaviti kako se broj jezgri povećava.
Izolacija
Višejezgreni procesori mogu povećati (ali ne jamče) geografsku i vremensku izolaciju u usporedbi s jednojezgrenim sustavima. Manje je vjerojatno da će softver na jednoj jezgri utjecati na softver na drugoj ako se obje jezgre izvode na istoj jednoj jezgri. Ovo odvajanje događa se zbog zemljopisne i vremenske izolacije (niti na jednoj jezgri ne odgađaju niti na drugoj jezgri). Uz pomoć ograničavanja utjecaja pogrešaka na jednu jezgru, višejezgrena obrada može povećati robusnost. Kada se zasebno izvršavaju programi mješovite kritičnosti, ova poboljšana izolacija je vrlo važna (kritična za sigurnost, kritična za misiju i kritična za sigurnost).
Neke druge ključne točke prednosti višejezgrenog procesora:
- U usporedbi s jednojezgrenim procesorima, višejezgreni procesor ima potencijal obavljanja više zadataka.
- Niska potrošnja energije pri obavljanju više aktivnosti odjednom.
- Podacima je potrebno manje vremena da stignu do odredišta jer su obje jezgre integrirane na jednom čipu.
- Upotrebom malog kruga, brzina se može povećati.
- Otkrivanje infekcija antivirusnim softverom tijekom igranja igrice primjer je multitaskinga.
- Korištenjem niske frekvencije može obavljati brojne zadatke u isto vrijeme.
- U usporedbi s jednojezgrenim procesorom, sposoban je obraditi velike količine podataka.
Nedostaci višejezgrenih procesora
Proći ćemo kroz neka ograničenja (nedostatke) višejezgrenog procesora, uključujući:
Brzina primjene
Unatoč činjenici da je višejezgreni CPU dizajniran za multitasking, njegova izvedba je nedovoljna. Ima tendenciju preskakanja s jedne jezgre na drugu svaki put kada se aplikacija obrađuje. Kao rezultat toga, predmemorija se puni, povećavajući svoju brzinu.
podrhtavanje
Više smetnji se razvija kako se povećava broj jezgri u CPU-u s više jezgri, što rezultira prekomjernim podrhtavanjem. Kao rezultat toga, performanse programa vašeg operativnog sustava mogu biti smanjene i mogu se pojaviti česti kvarovi. Samo korištenjem odgovarajuće sinkronizacije i mikrojezgre korisnik će se moći nositi s podrhtavanjem.
Analiza
Kada radite dvije ili više stvari odjednom, morat ćete upotrijebiti dodatne modele memorije. U stroju s više jezgri ovo čini analizu teškom. Posebno je teško odrediti vremenska ograničenja i mogu biti netočna.
Nadalje, analiza smetnji postaje složenija kako se broj jezgri povećava. Posljedično, O/S neće moći isporučiti obećane rezultate.
Dijeljenje resursa
Višejezgreni procesor dijeli različite resurse, unutarnje i vanjske. Mreže, sistemske sabirnice i glavna memorija su među tim resursima. Posljedično, bilo koji program koji radi na istoj jezgri imat će veće šanse da bude prekinut. I geografska i vremenska izolacija može se pojaviti u ovom obliku smetnje.
Smetnje softvera
Zbog dijeljenja resursa, softverske smetnje mogu uzrokovati probleme s prostornom i vremenskom izolacijom. Ako postoje dodatne jezgre, ta se šansa još više povećava. Prisutnost više jezgri implicira veći broj interferencijskih ruta. Gotovo je nemoguće ispitati sve moguće putove smetnji.
Neke druge ključne točke ograničenja višejezgrenog procesora:
preimenovati imenik linux
- Iako sadrži nekoliko procesora, nije dvostruko brži od običnog procesora.
- Zadatak upravljanja je kompliciraniji u usporedbi s upravljanjem jednojezgrenim CPU-om.
- Performanse višejezgrenog procesora u potpunosti ovise o zadacima koje korisnici izvršavaju.
- Ako drugi procesori zahtijevaju linearnu/sekvencijalnu obradu, procesorima s više jezgri potrebno je više vremena za obradu.
- Baterija se brže prazni.
- Njegova potrošnja energije je toliko velika u usporedbi s jednostavnijim procesorom.
- Nadalje, u usporedbi s jednojezgrenim procesorom, skuplji je.
Zašto se koristi višejezgreni procesor?
Konfiguracija je slična dvojezgrenom procesoru. Višejezgreni procesori klasificiraju se prema broju jezgri i vrsti jezgri. Cilj višejezgrenog CPU-a je postići izvrsne performanse. Dizajniran je kako bi prešao fizička ograničenja procesora s jednom jezgrom.
Operativni sustavi koji podržavaju višejezgreni procesor uključuju:
- Linux
- Microsoft Windows (Windows XP ili noviji)
- Većina sustava temeljenih na BSD-u
- Solaris
- Mac OS X
Kratka povijest višejezgrenih procesora
Budući da su tvrtke koje su stvorile početne procesore temeljene na čipu mogle staviti samo jedan procesor na jedan čip, mogle su postaviti samo jedan procesor na jedan čip. Proizvođači čipova su mogli konstruirati čipove s više sklopova kako je tehnologija izrade čipova napredovala, i konačno, proizvođači čipova su bili u mogućnosti napraviti čipove s više od jednog procesora, što je rezultiralo višejezgrenim čipom.
1998. Kunle Olukotun, profesor elektrotehnike na Stanfordu, i njegovi studenti izumili su prvi višejezgreni procesor. Višejezgreni čipovi prvi su put bili komercijalno dostupni 2005. od Advanced Micro Devices (AMD) i Intela. Gotovo svaki proizvođač čipova od tada je počeo stvarati višejezgrene procesore.
Gdje se koriste višejezgreni procesori?
U moderno doba višejezgreni procesori nalaze se u većini uređaja kao što su tableti, stolna računala, prijenosna računala, pametni telefoni i sustavi za igre.
Pružene dvije osnovne opcije pokazuju kako model procesora ne govori cijelu priču o performansama. U usporedbi s dvojezgrenim i5, performanse četverojezgrenog i5 znatno su superiornije, a cijena računala će to odražavati. Svi trenutni modeli prijenosnih računala za model i5 su dvojezgreni, dok su svi modeli stolnih računala četverojezgreni u trenutku pisanja ovog teksta. Budući da su verzije prijenosnih računala dvojezgrene, a ne četverojezgrene, i5 u prijenosnom računalu imat će lošije performanse od i5 na stolnom računalu. Dvojezgreni tip je prikladniji za prijenosna prijenosna računala koja zahtijevaju dulje trajanje baterije i troše manje energije, ali stolno računalo koristi CPU koji koristi više energije, kao što je četverojezgreni model, jer ne zahtijeva trajanje baterije. Neke primjene višejezgrenog procesora su sljedeće:
java učiniti dok
- Igre s visokom grafikom, kao što su Overwatch i Star Wars Battlefront, kao i 3D igre.
- Višejezgreni procesor prikladniji je za Adobe Premiere, Adobe Photoshop, iMovie i druge programe za uređivanje videa.
- Solidworks s računalno potpomognutim dizajnom (CAD).
- Visok mrežni promet i poslužitelji baze podataka.
- Industrijski roboti, na primjer, ugrađeni su sustavi.