ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับ CPU: อธิบายเกี่ยวกับ CPU หลายคอร์และ Hyper-Threading

หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ในคอมพิวเตอร์ของคุณจะทำงานด้านการคำนวณโดยพื้นฐานแล้วเรียกใช้โปรแกรม แต่ซีพียูสมัยใหม่มีคุณสมบัติเช่นหลายคอร์และไฮเปอร์เธรด พีซีบางเครื่องยังใช้ซีพียูหลายตัว เรามาที่นี่เพื่อช่วยจัดเรียงข้อมูลทั้งหมด

ที่เกี่ยวข้อง: ทำไมคุณไม่สามารถใช้ความเร็วนาฬิกาของ CPU เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ได้

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาสำหรับ CPU เคยเพียงพอเมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพ สิ่งต่างๆไม่ง่ายอีกต่อไป ซีพียูที่มีหลายคอร์หรือไฮเปอร์เธรดอาจทำงานได้ดีกว่าซีพียูคอร์เดี่ยวที่ความเร็วเท่ากันอย่างมากซึ่งไม่มีไฮเปอร์เธรด และพีซีที่มีซีพียูหลายตัวจะมีข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่กว่า คุณสมบัติทั้งหมดนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้พีซีสามารถเรียกใช้กระบวนการต่างๆในเวลาเดียวกันได้ง่ายขึ้น - เพิ่มประสิทธิภาพของคุณเมื่อทำงานหลายอย่างพร้อมกันหรือภายใต้ความต้องการของแอปที่ทรงพลังเช่นตัวเข้ารหัสวิดีโอและเกมสมัยใหม่ ลองมาดูคุณสมบัติเหล่านี้และสิ่งที่อาจมีความหมายกับคุณ

ไฮเปอร์เธรด

Hyper-threading เป็นความพยายามครั้งแรกของ Intel ในการนำการคำนวณแบบขนานมาสู่พีซีสำหรับผู้บริโภค เปิดตัวบนเดสก์ท็อปซีพียูด้วย Pentium 4 HT ย้อนกลับไปในปี 2002 Pentium 4 ของวันนี้มีแกน CPU เพียงตัวเดียวดังนั้นจึงสามารถทำงานได้ทีละงานเท่านั้นแม้ว่าจะสามารถสลับระหว่างงานได้เร็วพอ ดูเหมือนว่าจะทำงานหลายอย่างพร้อมกัน ไฮเปอร์เธรดพยายามที่จะชดเชยสิ่งนั้น

คอร์ CPU แบบฟิสิคัลเดี่ยวที่มีไฮเปอร์เธรดปรากฏเป็นซีพียูแบบลอจิคัลสองตัวในระบบปฏิบัติการ ซีพียูยังคงเป็นซีพียูตัวเดียวดังนั้นจึงโกงเล็กน้อย ในขณะที่ระบบปฏิบัติการมองเห็นซีพียูสองตัวสำหรับแต่ละคอร์ แต่ฮาร์ดแวร์ของ CPU จริงจะมีทรัพยากรการดำเนินการเพียงชุดเดียวสำหรับแต่ละคอร์ ซีพียูแสร้งทำเป็นว่ามีคอร์มากกว่าที่เป็นอยู่และใช้ตรรกะของตัวเองเพื่อเร่งการทำงานของโปรแกรม กล่าวอีกนัยหนึ่งระบบปฏิบัติการถูกหลอกให้เห็นซีพียูสองตัวสำหรับแกน CPU จริงแต่ละคอร์

Hyper-threading อนุญาตให้คอร์ของ CPU แบบลอจิคัลสองคอร์สามารถแชร์ทรัพยากรการดำเนินการทางกายภาพ สิ่งนี้สามารถเร่งความเร็วได้บ้าง - หาก CPU เสมือนตัวหนึ่งหยุดทำงานและรออยู่ CPU เสมือนอีกตัวสามารถยืมทรัพยากรการดำเนินการได้ Hyper-threading สามารถช่วยเร่งความเร็วระบบของคุณได้ แต่ก็ไม่มีที่ไหนใกล้ดีเท่ากับการมีคอร์เพิ่มเติมจริง

โชคดีที่ตอนนี้ไฮเปอร์เธรดเป็น“ โบนัส” ในขณะที่โปรเซสเซอร์สำหรับผู้บริโภคดั้งเดิมที่มีไฮเปอร์เธรดมีเพียงคอร์เดียวที่ปลอมตัวเป็นหลายคอร์ แต่ตอนนี้ซีพียู Intel สมัยใหม่มีทั้งหลายคอร์และเทคโนโลยีไฮเปอร์เธรด CPU ดูอัลคอร์ที่มีไฮเปอร์เธรดจะปรากฏเป็นสี่คอร์สำหรับระบบปฏิบัติการของคุณในขณะที่ซีพียูควอดคอร์ที่มีไฮเปอร์เธรดจะปรากฏเป็นแปดคอร์ Hyper-threading ไม่สามารถทดแทนคอร์เพิ่มเติมได้ แต่ CPU ดูอัลคอร์ที่มีไฮเปอร์เธรดควรทำงานได้ดีกว่าซีพียูดูอัลคอร์ที่ไม่มีไฮเปอร์เธรด

หลายแกน

แต่เดิมซีพียูมีแกนเดียว นั่นหมายความว่าซีพียูทางกายภาพมีหน่วยประมวลผลกลางเพียงหน่วยเดียว ในการเพิ่มประสิทธิภาพผู้ผลิตจึงเพิ่ม "คอร์" หรือหน่วยประมวลผลกลางเพิ่มเติม ซีพียูแบบดูอัลคอร์มีหน่วยประมวลผลกลางสองหน่วยดังนั้นระบบปฏิบัติการจึงดูเหมือนเป็นซีพียูสองตัว ตัวอย่างเช่นซีพียูที่มีสองคอร์สามารถรันสองกระบวนการที่แตกต่างกันในเวลาเดียวกัน ซึ่งจะทำให้ระบบของคุณเร็วขึ้นเนื่องจากคอมพิวเตอร์ของคุณสามารถทำหลายอย่างพร้อมกันได้

ซึ่งแตกต่างจากไฮเปอร์เธรดไม่มีเทคนิคที่นี่ - ซีพียูแบบดูอัลคอร์มีหน่วยประมวลผลกลางสองหน่วยบนชิป CPU ซีพียูควอดคอร์มีหน่วยประมวลผลกลางสี่หน่วยซีพียูแบบแปดคอร์มีหน่วยประมวลผลกลางแปดหน่วยและอื่น ๆ

สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมากในขณะที่ทำให้หน่วย CPU ทางกายภาพมีขนาดเล็กจึงพอดีกับซ็อกเก็ตเดียว จำเป็นต้องมีซ็อกเก็ตซีพียูเพียงซ็อกเก็ตเดียวที่มียูนิต CPU ตัวเดียวเสียบเข้าไปเท่านั้นไม่ใช่ซ็อกเก็ตซีพียูที่แตกต่างกันสี่ซ็อกเก็ตที่มีซีพียูที่แตกต่างกันสี่ตัวแต่ละซ็อกเก็ตต้องใช้พลังงานความเย็นและฮาร์ดแวร์อื่น มีเวลาแฝงที่น้อยกว่าเนื่องจากคอร์สามารถสื่อสารได้เร็วกว่าเนื่องจากทั้งหมดอยู่ในชิปเดียวกัน

ตัวจัดการงานของ Windows แสดงสิ่งนี้ได้ดีพอสมควร ตัวอย่างเช่นคุณจะเห็นว่าระบบนี้มี CPU (ซ็อกเก็ต) จริงหนึ่งตัวและสี่คอร์ Hyperthreading ทำให้แต่ละคอร์ดูเหมือนซีพียูสองตัวสำหรับระบบปฏิบัติการดังนั้นจึงแสดงโปรเซสเซอร์แบบลอจิคัล 8 ตัว

ซีพียูหลายตัว

ที่เกี่ยวข้อง: ทำไมคุณไม่สามารถใช้ความเร็วนาฬิกาของ CPU เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ได้

คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มีเพียงซีพียูตัวเดียว ซีพียูตัวเดียวนั้นอาจมีหลายคอร์หรือเทคโนโลยีไฮเปอร์เธรด แต่ก็ยังคงเป็นเพียงหน่วยซีพียูทางกายภาพตัวเดียวที่เสียบอยู่ในซ็อกเก็ต CPU เดียวบนเมนบอร์ด

ก่อนที่จะมีซีพียูไฮเปอร์เธรดและมัลติคอร์เกิดขึ้นผู้คนพยายามเพิ่มพลังการประมวลผลเพิ่มเติมให้กับคอมพิวเตอร์โดยการเพิ่มซีพียูเพิ่มเติม ต้องใช้เมนบอร์ดที่มีซ็อกเก็ต CPU หลายตัว เมนบอร์ดยังต้องการฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมเพื่อเชื่อมต่อซ็อกเก็ต CPU เหล่านั้นกับแรมและทรัพยากรอื่น ๆ การตั้งค่าประเภทนี้มีค่าใช้จ่ายจำนวนมาก มีเวลาแฝงเพิ่มเติมหากซีพียูจำเป็นต้องสื่อสารกันระบบที่มีซีพียูหลายตัวจะใช้พลังงานมากกว่าและเมนบอร์ดต้องการซ็อกเก็ตและฮาร์ดแวร์เพิ่มเติม

ระบบที่มีซีพียูหลายตัวไม่ใช่เรื่องธรรมดาสำหรับพีซีที่ใช้ตามบ้านในปัจจุบัน แม้แต่เดสก์ท็อปสำหรับเล่นเกมพลังสูงที่มีกราฟิกการ์ดหลายตัวโดยทั่วไปจะมีเพียงซีพียูตัวเดียว คุณจะพบระบบซีพียูหลายระบบระหว่างซูเปอร์คอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์และระบบระดับไฮเอนด์ที่คล้ายกันซึ่งต้องการพลังในการประมวลผลจำนวนมากที่สุดเท่าที่จะทำได้

ยิ่งคอมพิวเตอร์มีซีพียูหรือคอร์มากเท่าไหร่ก็สามารถทำสิ่งต่างๆได้มากขึ้นในคราวเดียวซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของงานส่วนใหญ่ขณะนี้คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มีซีพียูที่มีหลายคอร์ซึ่งเป็นตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่เราได้กล่าวถึง คุณจะพบซีพียูที่มีหลายคอร์ในสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตสมัยใหม่ ซีพียูของ Intel ยังมีไฮเปอร์เธรดซึ่งเป็นโบนัส คอมพิวเตอร์บางเครื่องที่ต้องการพลังงาน CPU จำนวนมากอาจมี CPU หลายตัว แต่ก็มีประสิทธิภาพน้อยกว่าที่คิดไว้มาก

เครดิตรูปภาพ: lungstruck บน Flickr, Mike Babcock บน Flickr, Declan ™บน Flickr