多核心處理器:總是更好?

現在,多核心處理器已經可以在個人電腦中使用十多年了。 原因是這些處理器在時鐘速度方面受到物理限制,並且它們的冷卻效率有多高,仍然保持準確。 通過轉向單處理器芯片上的額外內核,製造商可以通過有效地乘以CPU可處理的數據量來避免時鐘速度方面的問題。 當它們最初被發佈時,它只是一個CPU中的兩個內核,但現在有四個,六個甚至八個的選項。 除此之外,還有英特爾的超線程技術,幾乎使操作系統所看到的核心翻一番。 由於現代操作系統的多任務特性,在單個處理器中擁有兩個內核一直具有實實在在的優勢。 畢竟,當防病毒程序在後台運行時,您可能正在瀏覽網頁或輸入報告。 對於許多人來說,真正的問題可能是如果有兩個以上的人真的有益,如果有的話,有多少人?

穿線

在深入了解多處理器內核的優點和缺點之前,了解線程的概念非常重要。 線程只是一個程序中的單個數據流,通過PC上的處理器。 每個應用程序根據其運行方式生成自己的或多個線程。 通過多任務處理,單個核心處理器一次只能處理一個線程,因此系統可以在線程之間快速切換,以看起來並發的方式處理數據。

擁有多個核心的好處是系統可以處理多個線程。 每個核心都可以處理單獨的數據流。 這極大地提高了運行並發應用程序的系統的性能。 由於服務器往往在特定時間運行多個應用程序,它最初是在那裡開發的,但是隨著個人計算機變得越來越複雜並且多任務處理增加,他們也從具有額外內核中受益。

軟件依賴

雖然多核心處理器的概念聽起來非常吸引人,但這種能力存在一個主要警告。 為了看到多處理器的真正優勢,必須編寫在計算機上運行的軟件以支持多線程。 沒有支持這種功能的軟件,線程將主要通過單個核心運行,從而降低效率。 畢竟,如果它只能在四核處理器的單核上運行,那麼在基本時鐘速度更高的雙核處理器上運行它可能會更快。

值得慶幸的是,目前所有主要的操作系統都具有多線程功能。 但是多線程也必須寫入應用軟件。 幸好在消費類軟件中對多線程的支持有了很大的提高,但對於很多簡單的程序來說,由於其複雜性,多線程支持仍然沒有實現。 例如,郵件程序或網絡瀏覽器不太可能看到多線程的巨大優勢,例如計算機正在執行複雜計算的圖形或視頻編輯程序。

一個很好的例子來解釋一下這個典型的PC遊戲。 大多數遊戲需要某種形式的渲染引擎來顯示遊戲中正在發生的事情。 除此之外,還有一些人工智能來控制遊戲中的事件和角色。 對於單核,這兩者必須通過在兩者之間切換來起作用。 這不一定有效。 如果系統有多個處理器,則渲染和AI可以在單獨的核心上運行。 這看起來像是一個多核心處理器的理想情況。

這是多個線程如何使程序受益的極好例子。 但在同樣的例子中,四個處理器核心會比兩個更好嗎? 這是一個非常難以回答的問題,因為它高度依賴軟件。 例如,很多遊戲在兩核和四核之間的性能差異仍然很小。 基本上沒有遊戲能夠看到來自四個以上處理器內核的實際利益。 回到電子郵件或網頁瀏覽的例子,即使是四核也沒有真正的好處。 另一方面,轉碼視頻的視頻編碼程序可能會看到巨大的收益,因為單個幀渲染可以傳遞到不同的核心,然後通過軟件整理成單個流。 因此擁有八個核心將比四個核心更有利。

時鐘速度

簡要提到的一件事是時鐘速度。 大多數人仍然熟悉時鐘速度越高,處理器速度越快的事實。 在處理多個內核時,時鐘速度變得更加模糊。 這與處理器現在可以處理多個數據線程(由於額外的內核)有關,但由於熱限制,每個內核將以較低的速度運行。

例如, 雙核處理器的每個處理器的基本時鐘頻率可能為3.5 GHz,而四核處理器的運行頻率可能只有3.0 GHz。 只要看看它們每個上的單個內核,雙核處理器就能比四核上的速度快大約百分之十四。 因此,如果你有一個只有單線程的程序,雙核處理器實際上更好。 再說一次,如果你有一些可以使用全部四個處理器的東西,比如視頻轉碼,那麼四核處理器實際上比雙核處理器快大約百分之七十。

那麼,這意味著什麼? 那麼,你必須仔細看看處理器和軟件,以便了解它將如何實現整體性能。 一般來說,多核心處理器是更好的選擇,但這並不一定意味著您的整體性能會更好。

結論

大多數情況下,擁有更高核心數量的處理器通常是件好事,但這是一件非常複雜的事情。 大多數情況下,雙核或四核處理器對於基本的計算機用戶來說將具有足夠的功率。 大多數消費者目前看不到超過四個處理器內核的實際收益,因為只有很少的軟件可以利用它。 唯一應該考慮如此高核心數量處理器的人是那些執行諸如桌面視頻編輯或複雜的科學和數學程序的任務的人。 正因為如此,我們強烈建議讀者查看我們需要的個人電腦速度有多快? 文章來更好地了解什麼類型的處理器最符合他們的計算需求。