Պրոցեսորներ, միջուկներ և թելեր: Համակարգերի տոպոլոգիա. Տոպոլոգիայի ծրագրային սահմանում

Բայց հաճախականության ցուցանիշների նոր գագաթների նվաճմամբ ավելի դժվարացավ այն բարձրացնել, քանի որ դա ազդեց պրոցեսորների TDP-ի ավելացման վրա: Հետևաբար, մշակողները սկսեցին մեծացնել պրոցեսորները լայնությամբ, մասնավորապես՝ միջուկներ ավելացնել, և առաջացավ բազմամիջուկ հասկացությունը:

Բառացիորեն 6-7 տարի առաջ բազմամիջուկ պրոցեսորները գործնականում չլսված էին: Ոչ, բազմամիջուկ պրոցեսորներնույն IBM ընկերությունից նախկինում գոյություն ուներ, սակայն առաջին երկմիջուկ պրոցեսորի հայտնվելը համար սեղանադիր համակարգիչներ, տեղի ունեցավ միայն 2005 թվականին, և այս պրոցեսորը կոչվեց Pentium D։ Նաև 2005 թվականին թողարկվեց AMD-ի երկմիջուկ Opteron-ը, բայց սերվերային համակարգերի համար։

Այս հոդվածում մենք չենք մանրամասնի պատմական փաստեր, բայց մենք կքննարկենք ժամանակակից բազմամիջուկ պրոցեսորները՝ որպես պրոցեսորի բնութագրիչներից մեկը։ Եվ ամենակարևորը՝ մենք պետք է հասկանանք, թե ինչ է տալիս այս բազմամիջուկը պրոցեսորի և ինձ ու ձեզ համար կատարողականի առումով:

Բարձրացված կատարումը բազմամիջուկով

Մի քանի միջուկների շնորհիվ պրոցեսորի կատարողականի բարձրացման սկզբունքը թելերի կատարումը բաժանելն է ( տարբեր առաջադրանքներ) դեպի մի քանի միջուկներ: Ամփոփելով, ձեր համակարգում աշխատող գրեթե յուրաքանչյուր գործընթաց ունի բազմաթիվ թելեր:

Անմիջապես նշեմ դա օպերացիոն համակարգկարող է գործնականում ստեղծել բազմաթիվ թելեր իր համար և անել այդ ամենը միաժամանակ, նույնիսկ եթե պրոցեսորը ֆիզիկապես մեկ միջուկ է: Այս սկզբունքն իրականացնում է նույն Windows-ի բազմաֆունկցիոնալ աշխատանքը (օրինակ՝ երաժշտություն լսելը և միաժամանակ մուտքագրելը):

Օրինակ վերցնենք հակավիրուսային ծրագիր. Մենք կունենանք մի թեմա, որը սկանավորում է համակարգիչը, մյուսը՝ հակավիրուսային տվյալների բազայի թարմացում (մենք պարզեցրել ենք ամեն ինչ, որպեսզի հասկանանք ընդհանուր հայեցակարգը):

Եվ հաշվի առեք, թե ինչ կլինի երկու տարբեր դեպքերում.

ա) Մեկ միջուկային պրոցեսոր.Քանի որ երկու թելեր միաժամանակ աշխատում են, մենք պետք է օգտագործողի համար (տեսողականորեն) ստեղծենք կատարման հենց այս միաժամանակյաությունը: Օպերացիոն համակարգը բարդ է անում.կա անջատիչ այս երկու թելերի կատարման միջև (այս անջատիչները ակնթարթային են և ժամանակը վազում էմիլիվայրկյաններով): Այսինքն՝ համակարգը մի փոքր «կատարել է» թարմացումը, հետո կտրուկ անցել է սկանավորման, հետո նորից թարմացման։ Այսպիսով, ինձ և ձեզ համար թվում է, թե այս երկու առաջադրանքները կատարվում են միաժամանակ։ Բայց ի՞նչ է կորչում։ Իհարկե, կատարում: Այսպիսով, եկեք նայենք երկրորդ տարբերակին:

բ) Պրոցեսորը բազմամիջուկ է: AT այս դեպքըայս անջատիչը տեղի չի ունենա: Համակարգը հստակորեն յուրաքանչյուր թել կուղարկի առանձին միջուկ, ինչը, արդյունքում, թույլ կտա մեզ ազատվել աշխատանքի համար վնասակար թելից թել անցումից (եկեք իդեալականացնենք իրավիճակը): Միաժամանակ աշխատում են երկու թելեր, սա բազմամիջուկի և բազմաթելման սկզբունքն է: Ի վերջո, մենք կկատարենք սկանավորումներ և թարմացումներ շատ ավելի արագ բազմամիջուկ պրոցեսորի վրա, քան մեկ միջուկի վրա: Բայց կա մի բռնում. ոչ բոլոր ծրագրերն են աջակցում բազմամիջուկին: Ամեն ծրագիր չէ, որ կարող է օպտիմիզացվել այս կերպ: Եվ ամեն ինչ շատ հեռու է մեր նկարագրած կատարյալ լինելուց: Սակայն ամեն օր մշակողները ստեղծում են ավելի ու ավելի շատ ծրագրեր, որոնց կոդը կատարյալ օպտիմիզացված է բազմաբնույթ պրոցեսորների վրա կատարման համար:

Արդյո՞ք անհրաժեշտ են բազմամիջուկ պրոցեսորներ: Ամենօրյա ողջամտություն

ժամը պրոցեսորի ընտրությունհամակարգչի համար (մասնավորապես, միջուկների քանակի մասին մտածելիս), պետք է որոշել այն առաջադրանքների հիմնական տեսակները, որոնք նա կկատարի:

Համակարգչային տեխնիկայի ոլորտում գիտելիքները բարելավելու համար կարող եք կարդալ նյութը պրոցեսորի վարդակներ .

Մեկնարկային կետը կարելի է անվանել երկմիջուկ պրոցեսորներ, քանի որ անիմաստ է վերադառնալ միամիջուկ լուծումներին: Բայց երկմիջուկ պրոցեսորները տարբեր են: Դա կարող է լինել «ամենա» թարմ Celeron-ը կամ կարող է լինել Core i3-ը Ivy Bridge-ի վրա, ինչպես AMD-ն՝ Sempron-ը կամ Phenom II-ը: Բնականաբար, այլ ցուցանիշների պատճառով դրանց կատարումը շատ տարբեր կլինի, այնպես որ դուք պետք է ամեն ինչին համակողմանիորեն նայեք և բազմամիջուկը համեմատեք ուրիշների հետ: պրոցեսորի բնութագրերը.

Օրինակ՝ Ivy Bridge-ի Core i3-ն ունի Hyper-Treading տեխնոլոգիա, որը թույլ է տալիս միաժամանակ մշակել 4 թեմա (օպերացիոն համակարգը տեսնում է 4 տրամաբանական միջուկ՝ 2 ֆիզիկականի փոխարեն)։ Եվ նույն Celeron-ը չի պարծենում նման բաներով.

Բայց եկեք ուղղակիորեն վերադառնանք պահանջվող առաջադրանքների մասին մտորումներին։ Եթե ​​գրասենյակային աշխատանքի եւ ինտերնետում շրջելու համար համակարգիչ է պետք, ապա դրա համար բավական է երկմիջուկ պրոցեսորը։

Ինչ վերաբերում է խաղերի կատարմանը, ապա ձեզ հարկավոր է 4 միջուկ կամ ավելի շատ խաղերում հարմարավետ լինելու համար: Բայց այստեղ ի հայտ է գալիս հենց այն, որ ոչ բոլոր խաղերն են օպտիմիզացված կոդ 4 միջուկային պրոցեսորների համար, և եթե դրանք օպտիմիզացված են, դա այնքան էլ արդյունավետ չէ, որքան մենք կցանկանայինք: Բայց, սկզբունքորեն, հիմա խաղերի համար օպտիմալ լուծումհենց 4-րդ միջուկային պրոցեսորն է։

Այսօր նույն 8 միջուկանի AMD պրոցեսորները ավելորդ են խաղերի համար, միջուկների քանակն է ավելորդ, բայց կատարողականը չափի մեջ չէ, բայց այլ առավելություններ ունեն։ Այս նույն 8 միջուկները շատ կօգնեն առաջադրանքներում, որտեղ դա անհրաժեշտ է հզոր աշխատանքբարձրորակ բազմաթելային բեռով: Սա ներառում է, օրինակ, տեսանյութի արտապատկերում (հաշվարկում) կամ սերվերի հաշվարկ: Հետեւաբար, նման առաջադրանքների համար անհրաժեշտ է 6, 8 կամ ավելի միջուկ: Այո, և շուտով խաղերը կկարողանան բեռնել բարձրորակ 8 և ավելի շատ միջուկներ, այնպես որ ապագայում ամեն ինչ շատ վարդագույն է։

Մի մոռացեք, որ դեռևս կան բազմաթիվ առաջադրանքներ, որոնք ստեղծում են մեկ թելային բեռ: Եվ դուք ինքներդ ձեզ պետք է հարց տաք՝ ինձ պե՞տք է այս 8 միջուկը, թե՞ ոչ։

Մի փոքր ամփոփելով՝ ևս մեկ անգամ նշեմ, որ բազմամիջուկի առավելությունները դրսևորվում են հաշվողական «ծանր» բազմաթելային աշխատանքի ժամանակ։ Եվ եթե դուք չեք խաղում չափազանց մեծ պահանջներով խաղեր և չեք կատարում որոշակի տեսակի աշխատանք, որը պահանջում է լավ հաշվողական հզորություն, ապա թանկարժեք բազմամիջուկ պրոցեսորների վրա գումար ծախսելը պարզապես իմաստ չունի (

* միշտ արդիական հարցեր, ինչին պետք է ուշադրություն դարձնել պրոցեսոր ընտրելիս՝ չսխալվելու համար։

Այս հոդվածում մեր նպատակն է նկարագրել բոլոր այն գործոնները, որոնք ազդում են պրոցեսորի աշխատանքի և կատարողական այլ բնութագրերի վրա:

Հավանաբար, ոչ մեկի համար գաղտնիք չէ, որ պրոցեսորը համակարգչի հիմնական հաշվողական միավորն է։ Կարելի է նույնիսկ ասել՝ համակարգչի ամենակարևոր մասը:

Նա է, ով զբաղվում է համակարգչում տեղի ունեցող գրեթե բոլոր գործընթացներով և առաջադրանքներով:

Անկախ նրանից, թե դա դիտում է տեսանյութեր, երաժշտություն, ինտերնետում ճամփորդելը, հիշողության մեջ գրելն ու կարդալը, 3D և տեսանյութերի մշակումը, խաղերը: Եւ շատ ավելի.

Հետեւաբար, ընտրել Գկենտրոնական Պպրոցեսոր, պետք է շատ ուշադիր վերաբերվել: Կարող է պարզվել, որ դուք որոշել եք տեղադրել հզոր վիդեո քարտ և պրոցեսոր, որը չի համապատասխանում դրա մակարդակին: Այս դեպքում պրոցեսորը չի բացահայտի վիդեո քարտի ներուժը, ինչը կդանդաղեցնի նրա աշխատանքը։ Պրոցեսորը ամբողջությամբ կբեռնվի և բառացիորեն կեռա, իսկ վիդեո քարտը կսպասի իր հերթին՝ աշխատելով իր հնարավորությունների 60-70%-ով։

Այդ իսկ պատճառով հավասարակշռված համակարգիչ ընտրելիս, ոչծախսերը անտեսել պրոցեսորըհզոր վիդեո քարտի օգտին։ Պրոցեսորի հզորությունը պետք է բավարարի վիդեո քարտի պոտենցիալը բացելու համար, հակառակ դեպքում դա ուղղակի դեն նետված գումար է:

Intel vs. դրամ

*հետապնդել ընդմիշտ

կորպորացիա Intel, ունի հսկայական մարդկային ռեսուրսներով, և գրեթե անսպառ ֆինանսներ։ Շատ նորարարություններ կիսահաղորդչային արդյունաբերության և նոր տեխնոլոգիաների ոլորտում գալիս են այս ընկերությունից: Պրոցեսորներ և զարգացումներ Intel, միջին հաշվով համար 1-1,5 տարիներ առաջ ինժեներների զարգացումներից դրամ. Բայց ինչպես գիտեք՝ առավելագույնը ունենալու հնարավորության համար ժամանակակից տեխնոլոգիաներ- պետք է վճարել:

Պրոցեսորների գնային քաղաքականություն Intel, հիմնված է միջուկների քանակը, քեշի գումարը, այլեւ վրա ճարտարապետության «թարմությունը»., կատարումը մեկ ժամացույցի համարվտ,չիպային գործընթացի տեխնոլոգիա. Քեշի հիշողության իմաստը, «տեխնիկական գործընթացի նրբությունները» և այլն կարևոր բնութագրերպրոցեսորը կքննարկվի ստորև: Նման տեխնոլոգիաների, որպես անվճար հաճախականության բազմապատկիչ ունենալու համար, դուք նույնպես ստիպված կլինեք վճարել լրացուցիչ գումար:

Ընկերություն դրամ, ի տարբերություն ընկերության Intel, ձգտում է վերջնական սպառողի համար իր պրոցեսորների հասանելիությանը և գնային գրագետ քաղաքականությանը:

Կարելի է նույնիսկ ասել, որ դրամ– « Ժողովրդական կնիք«. Նրա գնային պիտակներում դուք կգտնեք այն, ինչ ձեզ հարկավոր է շատ գրավիչ գնով: Սովորաբար սկզբից մեկ տարի անց նոր տեխնոլոգիաընկերությունում Intel, տեխնոլոգիայի անալոգը դրամ. Եթե ​​դուք չեք հետապնդում ամենաբարձր կատարողականությունը և ավելի շատ ուշադրություն եք դարձնում գնին, քան առաջադեմ տեխնոլոգիաների առկայությանը, ապա ընկերության արտադրանքը. դրամ- միայն Ձեզ համար.

Գնային քաղաքականություն դրամ, հիմնված է ավելի շատ միջուկների քանակի վրա և շատ քիչ՝ քեշի հիշողության քանակի, ճարտարապետական ​​բարելավումների առկայության վրա։ Որոշ դեպքերում, երրորդ մակարդակի քեշ հիշողություն ունենալու հնարավորության համար, դուք ստիպված կլինեք մի փոքր հավելյալ վճարել ( Ֆենոմունի քեշի հիշողության մակարդակ 3, Աթլոնբովանդակություն միայն սահմանափակ, 2 մակարդակով): Բայց երբեմն դրամփչացնում է իր երկրպագուներին բացելու ունակությունավելի էժան պրոցեսորներից մինչև ավելի թանկ: Դուք կարող եք բացել միջուկները կամ քեշ հիշողությունը: Բարելավել Աթլոննախքան Ֆենոմ. Դա հնարավոր է մոդուլային ճարտարապետության և որոշ ավելի էժան մոդելների բացակայության պատճառով, դրամպարզապես անջատում է որոշ ավելի թանկ չիպային բլոկներ (ծրագրային ապահովման միջոցով):

Միջուկներ– մնում են գործնականում անփոփոխ, միայն դրանց թիվը տարբերվում է (վավեր է պրոցեսորների համար 2006-2011 տարի): Իր պրոցեսորների մոդուլյարության շնորհիվ ընկերությունը հիանալի աշխատանք է կատարում մերժված չիպերի վաճառքի հարցում, որոնք, երբ որոշ բլոկներ անջատվում են, դառնում են պրոցեսոր ավելի քիչ արտադրողական գծից։

Ընկերությունը երկար տարիներ աշխատում է բոլորովին նոր ճարտարապետության վրա՝ ծածկանունով Բուլդոզեր, բայց թողարկման պահին 2011 տարի, նոր պրոցեսորները ցույց տվեցին ոչ լավագույն կատարումը: դրամմեղանչել են օպերացիոն համակարգերի վրա, որ նրանք չեն հասկանում երկակի միջուկների և «այլ բազմաթելերի» ճարտարապետական ​​առանձնահատկությունները:

Ընկերության ներկայացուցիչների խոսքերով, այս պրոցեսորների լիարժեք կատարումը զգալու համար պետք է սպասել հատուկ շտկումների և կարկատների: Այնուամենայնիվ, սկզբում 2012 տարվա ընթացքում ընկերության ներկայացուցիչները հետաձգեցին թարմացման թողարկումը՝ ճարտարապետությանը աջակցելու համար Բուլդոզերերկրորդ կիսամյակի համար։

Պրոցեսորի հաճախականությունը, միջուկների քանակը, բազմաթելային:

Երբեմն Պենտիում 4և նրա առաջ CPU հաճախականությունը, պրոցեսորի աշխատանքի հիմնական գործոնն էր պրոցեսոր ընտրելիս։

Սա զարմանալի չէ, քանի որ պրոցեսորի ճարտարապետությունը հատուկ նախագծված էր բարձր հաճախականությունների հասնելու համար, ինչը հատկապես արտացոլվեց պրոցեսորի վրա: Պենտիում 4ճարտարապետության վրա ցանցահոսք. Բարձր հաճախականությունը արդյունավետ չէր երկար խողովակաշարով, որն օգտագործվում էր ճարտարապետության մեջ: Նույնիսկ Athlon XPհաճախականությունը 2 ԳՀց, կատարողականով ավելի բարձր էր, քան Պենտիում 4գ 2.4 ԳՀց. Այդպես էլ եղավ մաքուր ջուրմարքեթինգ. Այս սխալից հետո ընկերությունը IntelԵս հասկացա իմ սխալները և վերադառնալ դեպի լավ կողմըԵս սկսեցի աշխատել ոչ թե հաճախականության բաղադրիչի վրա, այլ մեկ ժամացույցի կատարման վրա։ Ճարտարապետությունից ցանցահոսքստիպված էր հրաժարվել.

Ինչմեզ տալիս է բազմամիջուկ?

Չորս միջուկային պրոցեսոր 2,4 ԳՀց, բազմաթելային ծրագրերում, տեսականորեն մոտավորապես համարժեք կլինի մեկ միջուկային պրոցեսորի հաճախականությամբ 9,6 ԳՀցկամ հաճախականությամբ 2 միջուկային պրոցեսոր 4,8 ԳՀց. Բայց դա միայն տեսականորեն. ԳործնականումՄյուս կողմից, երկու երկմիջուկ պրոցեսորները երկու վարդակների մայր տախտակներում ավելի արագ կլինեն, քան մեկ 4 միջուկանի պրոցեսորը նույն աշխատանքային հաճախականությամբ: Ավտոբուսի արագության սահմանափակումները և հիշողության հետաձգվածությունը իրենց զգացնել են տալիս:

* ենթակա են նույն ճարտարապետություններին և քեշի հիշողության քանակին

Բազմամիջուկ, հնարավորություն է տալիս կատարել հրահանգներ և հաշվարկներ մասերով: Օրինակ, դուք պետք է կատարեք երեք թվաբանական գործողություն. Առաջին երկուսը կատարվում են պրոցեսորային միջուկներից յուրաքանչյուրի վրա և արդյունքները ավելացվում են քեշի հիշողության մեջ, որտեղ հաջորդ գործողությունը կարող է իրականացվել դրանցով ցանկացած ազատ միջուկի միջոցով: Համակարգը շատ ճկուն է, բայց առանց համապատասխան օպտիմալացման այն կարող է չաշխատել: Հետևաբար, օպերացիոն համակարգի միջավայրում պրոցեսորների ճարտարապետության համար բազմամիջուկի օպտիմալացումը շատ կարևոր է:

Հավելվածներ, որոնք «սիրում են» և օգտագործելբազմաթելային: արխիվատորներ, վիդեո նվագարկիչներ և կոդավորիչներ, հակավիրուսներ, defragmenter ծրագրեր, գրաֆիկական խմբագիր , բրաուզերներ, Ֆլեշ.

Նաև բազմալեզու «երկրպագուները» ներառում են այնպիսի օպերացիոն համակարգեր, ինչպիսիք են Windows 7և Windows Vista, ինչպես նաև շատերը ՕՀ, հիմնված միջուկի վրա Linux, որոնք նկատելիորեն ավելի արագ են աշխատում բազմամիջուկ պրոցեսորով:

Մեծ մասը խաղեր, երբեմն միանգամայն բավարար է բարձր հաճախականությամբ 2 միջուկային պրոցեսորը։ Հիմա, սակայն, ամեն ինչ դուրս է գալիս ավելի շատ խաղեր«Սուր»՝ բազմաթելերի համար։ Վերցրեք գոնե սրանք ավազատուփխաղեր, ինչպիսիք են GTA 4կամ նախատիպը, որում ստորև նշված հաճախականությամբ 2 միջուկային պրոցեսորի վրա 2,6 ԳՀց- դուք հարմարավետ չեք զգում, կադրերի արագությունը ընկնում է վայրկյանում 30 կադրից ցածր: Թեև այս դեպքում, ամենայն հավանականությամբ, նման միջադեպերի պատճառը խաղերի «թույլ» օպտիմալացումն է, ժամանակի սղությունը կամ խաղերը կոնսուլներից տեղափոխողների «ոչ ուղիղ» ձեռքերը. ԱՀ.

Խաղերի համար նոր պրոցեսոր գնելիս այժմ պետք է ուշադրություն դարձնել 4 կամ ավելի միջուկ ունեցող պրոցեսորներին։ Բայց, այնուամենայնիվ, մի անտեսեք «վերին կատեգորիայի» 2 միջուկային պրոցեսորները: Որոշ խաղերում այս պրոցեսորները երբեմն ավելի լավ են զգում, քան որոշ բազմամիջուկներ:

Պրոցեսորի քեշ.

- սա պրոցեսորային չիպի հատուկ տարածք է, որում միջանկյալ տվյալները մշակվում և պահվում են պրոցեսորի միջուկների, RAM-ի և այլ ավտոբուսների միջև:

Այն աշխատում է շատ բարձր ժամացույցի արագությամբ (սովորաբար հենց պրոցեսորի հաճախականությամբ), ունի շատ բարձր թողունակություն և պրոցեսորային միջուկներուղղակիորեն աշխատել նրա հետ L1).

Նրա պատճառով պակասություն, պրոցեսորը կարող է անգործուն մնալ ժամանակատար առաջադրանքներում՝ սպասելով նոր տվյալների մշակմանը քեշում։ Նաև քեշ հիշողություն ծառայում էհաճախակի կրկնվող տվյալների գրառումներ, որոնք անհրաժեշտության դեպքում կարող են արագ վերականգնվել առանց ավելորդ հաշվարկների, առանց պրոցեսորին ստիպելու կրկին ժամանակ ծախսել դրանց վրա:

Performance-ը նաև ավելացնում է այն փաստը, որ եթե քեշի հիշողությունը համակցված է, և բոլոր միջուկները կարող են հավասարապես օգտագործել դրանից ստացված տվյալները: Սա տալիս է լրացուցիչ հնարավորություններբազմաթելային օպտիմալացման համար:

Այս տեխնիկան այժմ օգտագործվում է 3 մակարդակի քեշ. Պրոցեսորների համար Intelկային պրոցեսորներ 2 մակարդակի համակցված քեշով ( C2D E 7***,E8***), ինչի շնորհիվ է այս կերպբարձրացնել բազմաթելային կատարումը:

Պրոցեսորը overclocking-ի ժամանակ քեշի հիշողությունը կարող է դառնալ թույլ կետ, թույլ չտալով, որ պրոցեսորը գերազանցի իր առավելագույն աշխատանքային հաճախականությունը առանց սխալների: Այնուամենայնիվ, առավելությունն այն է, որ այն կաշխատի նույն հաճախականությամբ, ինչ գերկլոկավորված պրոցեսորը:

Ընդհանուր առմամբ, որքան մեծ է քեշի հիշողությունը, այնքան ավելի արագ CPU. Ո՞ր հավելվածներում:

Բոլոր ծրագրերում, որտեղ օգտագործվում են շատ լողացող կետային տվյալներ, հրահանգներ և թելեր, ակտիվորեն օգտագործվում է քեշի հիշողությունը: Քեշի հիշողությունը շատ տարածված է արխիվատորներ, վիդեո կոդավորիչներ, հակավիրուսներև գրաֆիկական խմբագիրև այլն:

բարենպաստ է մեծ թվովպահոցներն են խաղեր. Հատկապես ռազմավարություններ, auto-sims, RPG, SandBox և բոլոր խաղերը, որտեղ կան շատ մանր մանրամասներ, մասնիկներ, երկրաչափական տարրեր, տեղեկատվական հոսքեր և ֆիզիկական էֆեկտներ:

Քեշ հիշողությունը շատ կարևոր դեր է խաղում 2 և ավելի վիդեո քարտերով համակարգերի ներուժը բացելու գործում: Ի վերջո, բեռի որոշ մասը ընկնում է պրոցեսորային միջուկների փոխազդեցության վրա ինչպես միմյանց միջև, այնպես էլ մի քանի վիդեո չիպերի հոսքերի հետ աշխատելու համար: Այս դեպքում է, որ կարևոր է քեշի հիշողության կազմակերպումը, իսկ մեծ ծավալի 3-րդ մակարդակի քեշ հիշողությունը շատ օգտակար է։

Քեշ հիշողությունը միշտ ապահովված է հնարավոր սխալներից պաշտպանությամբ ( ECC), որոնց հայտնաբերման դեպքում դրանք ուղղվում են։ Սա շատ կարևոր է, քանի որ քեշի հիշողության մի փոքր սխալը մշակման ընթացքում կարող է վերածվել հսկա, շարունակական սխալի, որից ամբողջ համակարգը «կպառկի»։

Կորպորատիվ տեխնոլոգիաներ.

(հիպերթելավորում, ՀՏ)–

առաջին անգամ տեխնոլոգիան կիրառվել է պրոցեսորներում Պենտիում 4, բայց միշտ չէ, որ այն ճիշտ էր աշխատում և հաճախ ավելի շատ դանդաղեցնում էր պրոցեսորը, քան արագացնում: Պատճառը չափազանց երկար խողովակաշարն էր և ճյուղերի կանխատեսման անավարտ համակարգը: Կիրառված է ընկերության կողմից Intel, տեխնոլոգիայի անալոգներ դեռ չկա՞ն, եթե անալոգային չհամարենք, ապա? ինչ իրականացրել են ընկերության ինժեներները դրամճարտարապետության մեջ Բուլդոզեր.

Համակարգի սկզբունքն այնպիսին է, որ յուրաքանչյուր ֆիզիկական միջուկի համար. երկու հաշվողական թելեր, մեկի փոխարեն։ Այսինքն, եթե դուք ունեք 4 միջուկանի պրոցեսոր ՀՏ (Core i 7), ապա դուք ունեք վիրտուալ թելեր 8 .

Արդյունավետության բարձրացումը ձեռք է բերվում այն ​​պատճառով, որ տվյալները կարող են խողովակաշար մտնել արդեն դրա մեջտեղում, և ոչ պարտադիր սկզբում: Եթե ​​որոշ պրոցեսորային միավորներ, որոնք կարող են կատարել այս գործողությունը, անգործության են մատնված, նրանք ստանում են առաջադրանք, որը պետք է կատարվի: Կատարողականի աճը նույնը չէ, ինչ իրական ֆիզիկական միջուկների համար, բայց համեմատելի է (~ 50-75%, կախված կիրառման տեսակից): Բավականին հազվադեպ է, որ որոշ ծրագրերում, HT-ն բացասաբար է ազդումկատարման վրա։ Դա պայմանավորված է այս տեխնոլոգիայի համար հավելվածների վատ օպտիմիզացմամբ, «վիրտուալ» թելեր հասկանալու անկարողությամբ և թելերը հավասարաչափ բեռնելու համար սահմանափակիչների բացակայության պատճառով:

ՏուրբոԲարձրացնել - շատ օգտակար տեխնոլոգիա, որը մեծացնում է առավել օգտագործվող պրոցեսորային միջուկների հաճախականությունը՝ կախված դրանց ծանրաբեռնվածության մակարդակից: Այն շատ օգտակար է, երբ հավելվածը չի կարող օգտագործել բոլոր 4 միջուկները, և բեռնում է միայն մեկ կամ երկու միջուկ, մինչդեռ դրանց հաճախականությունը մեծանում է, ինչը մասամբ փոխհատուցում է կատարողականը: Այս տեխնոլոգիայի անալոգը ընկերությունում դրամ, տեխնոլոգիան է Turbo Core.

, 3 հիմա!հրահանգներ. Նախագծված է պրոցեսորն արագացնելու համար մուլտիմեդիահաշվարկներ (տեսանյութ, երաժշտություն, 2D/3D գրաֆիկա և այլն), ինչպես նաև արագացնել այնպիսի ծրագրերի աշխատանքը, ինչպիսիք են արխիվները, պատկերների և տեսանյութերի հետ աշխատելու ծրագրերը (այդ ծրագրերի հրահանգների աջակցությամբ):

3հիմա! - բավականին հին տեխնոլոգիա դրամ, որը պարունակում է լրացուցիչ հրահանգներ մուլտիմեդիա բովանդակության մշակման համար, ի լրումն SSEառաջին տարբերակը.

* Մասնավորապես, մեկ ճշգրիտ իրական թվերի հոսքային մշակման հնարավորությունը:

-ի առկայությունը նոր տարբերակ- մեծ պլյուս է, պրոցեսորը սկսում է ավելի արդյունավետ աշխատել որոշակի առաջադրանքներծրագրային ապահովման պատշաճ օպտիմալացումով: Պրոցեսորներ դրամհագնել նմանատիպ վերնագրեր, բայց մի փոքր այլ:

* Օրինակ - SSE 4.1 (Intel) - SSE 4A (դրամ):

Բացի այդ, այս հրահանգների հավաքածուները նույնական չեն: Սրանք անալոգներ են, որոնցում կան աննշան տարբերություններ։

թույն, հանգիստ, արագընթաց, CoolCore, Ընդլայնված կեսը Պետություն (C1E) ևտ. դ.

Այս տեխնոլոգիաները ցածր ծանրաբեռնվածության դեպքում նվազեցնում են պրոցեսորի հաճախականությունը՝ նվազեցնելով բազմապատկիչի և միջուկի լարումը, անջատելով քեշի մի մասը և այլն։ Սա թույլ է տալիս պրոցեսորին շատ ավելի քիչ տաքանալ և ավելի քիչ էներգիա ծախսել, ավելի քիչ աղմուկ բարձրացնել: Եթե ​​հոսանքի կարիք լինի, պրոցեսորը կվերադառնա իր բնականոն վիճակին մի քանի վայրկյանում: Ստանդարտ կարգավորումների վրա biosգրեթե միշտ միացված են, ցանկության դեպքում դրանք կարող են անջատվել՝ 3D խաղերին անցնելիս հնարավոր «ֆրիզները» նվազեցնելու համար:

Այս տեխնոլոգիաներից մի քանիսը վերահսկում են օդափոխիչների արագությունը համակարգում: Օրինակ, եթե պրոցեսորը ջերմության ուժեղացված ցրման կարիք չունի և ծանրաբեռնված չէ, պրոցեսորի օդափոխիչի արագությունը նվազում է ( AMD Cool'n'Quiet, Intel Speed ​​քայլ).

Intel վիրտուալացման տեխնոլոգիաև դրամ վիրտուալացում.

Այս ապարատային տեխնոլոգիաները թույլ են տալիս օգտագործել հատուկ ծրագրերգործարկել միանգամից մի քանի օպերացիոն համակարգեր՝ առանց կատարողականի զգալի կորստի: Բացի այդ, այն օգտագործվում է ճիշտ շահագործումսերվերներ, քանի որ հաճախ դրանց վրա տեղադրված են մեկից ավելի ՕՀ:

Կատարել Անջատել Բիթևոչ Կատարել Բիթ – տեխնոլոգիա, որը նախատեսված է համակարգիչը պաշտպանելու վիրուսների հարձակումներից և ծրագրային ապահովման սխալներից, որոնք կարող են առաջացնել համակարգի խափանում բուֆերային արտահոսք.

Intel 64 , դրամ 64 , EM 64 Տ - այս տեխնոլոգիան թույլ է տալիս պրոցեսորին աշխատել ինչպես 32-բիթանոց ճարտարապետությամբ, այնպես էլ 64-բիթանոց OS-ում: Համակարգ 64 բիթ– առավելությունների տեսանկյունից՝ միջին օգտագործողի համար այն տարբերվում է նրանով, որ այս համակարգում կարող է օգտագործվել ավելի քան 3,25 ԳԲ: պատահական մուտքի հիշողություն. 32 բիթանոց համակարգերում օգտագործեք b մասինԱվելի շատ RAM հնարավոր չէ հասցեական հիշողության սահմանափակ քանակի պատճառով*:

32-բիթանոց ճարտարապետությամբ հավելվածների մեծ մասը կարող է գործարկվել 64-բիթանոց ՕՀ համակարգով:

* Ի՞նչ անել, եթե դեռևս 1985 թվականին ոչ ոք չէր կարող նույնիսկ մտածել RAM-ի նման հսկա, այն ժամանակվա չափանիշներով, ծավալների մասին։

Լրացուցիչ.

Մի քանի խոսք այն մասին

Հարկ է նշել այս կետը ուշադիր ուշադրություն. Որքան բարակ է տեխնիկական պրոցեսը, այնքան պրոցեսորը քիչ էներգիա է ծախսում, և արդյունքում ավելի քիչ է տաքանում։ Եվ ի թիվս այլ բաների, այն ունի անվտանգության ավելի բարձր սահման՝ օվերկլոկավորման համար:

Որքան բարակ լինի տեխնիկական գործընթացը, այնքան ավելի շատ կարելի է «փաթաթել» չիպի մեջ (և ոչ միայն) և մեծացնել պրոցեսորի հնարավորությունները։ Ջերմության արտանետումը և էներգիայի սպառումը նույնպես նվազում են համամասնորեն՝ հոսանքի ավելի ցածր կորուստների և միջուկի տարածքի նվազման պատճառով: Դուք կարող եք տեսնել մի միտում, որ նույն ճարտարապետության յուրաքանչյուր նոր սերնդի հետ նոր գործընթացի տեխնոլոգիայի վրա էներգիայի սպառումը նույնպես աճում է, բայց դա այդպես չէ: Պարզապես արտադրողները գնում են դեպի էլ ավելի մեծ կատարողականություն և անցնում են նախորդ սերնդի պրոցեսորների ջերմության ցրման գիծը տրանզիստորների քանակի ավելացման պատճառով, ինչը համաչափ չէ տեխնիկական գործընթացի նվազմանը:

ներկառուցված պրոցեսորի մեջ:

Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ չէ ինտեգրված վիդեո միջուկ, ապա չպետք է դրանով պրոցեսոր գնել։ Դուք միայն կստանաք ավելի վատ ջերմության ցրում, լրացուցիչ ջերմություն (ոչ միշտ), ավելի վատ օվերկլոկավորման ներուժ (ոչ միշտ) և ավել վճարված գումար:

Բացի այդ, այն միջուկները, որոնք ներկառուցված են պրոցեսորի մեջ, հարմար են միայն ՕՀ-ն բեռնելու, համացանցում շրջելու և տեսանյութեր դիտելու համար (և նույնիսկ այդ դեպքում ոչ որակյալ):

Շուկայի միտումները դեռ փոխվում են, և արտադրողական պրոցեսոր գնելու հնարավորությունը IntelԱռանց վիդեո միջուկի, այն ավելի ու ավելի քիչ է ընկնում: Ներկառուցված վիդեո միջուկի հարկադիր պարտադրման քաղաքականությունը ի հայտ եկավ պրոցեսորներով Intelտակ ծածկագրի անվանումը Սենդի կամուրջ, որի հիմնական նորամուծությունը նույն արտադրական գործընթացի վրա ներկառուցված միջուկն էր։ Տեսանյութի միջուկը գտնվում է համատեղպրոցեսորով մեկ բյուրեղի վրա, և ոչ այնքան պարզ, որքան պրոցեսորների նախորդ սերունդներում Intel. Նրանց համար, ովքեր չեն օգտագործում այն, կան թերություններ պրոցեսորի համար որոշակի գերավճարի տեսքով, ջեռուցման աղբյուրի տեղաշարժը ջերմության բաշխման կափարիչի կենտրոնի նկատմամբ: Այնուամենայնիվ, կան նաև առավելություններ. Հաշմանդամ վիդեո միջուկը կարող է օգտագործվել տեխնոլոգիայի միջոցով շատ արագ տեսանյութերի կոդավորման համար Արագ համաժամեցումզուգորդված հատուկ ծրագրաշարով, որն աջակցում է այս տեխնոլոգիային: Ապագայում, Intelխոստանում է ընդլայնել ներկառուցված վիդեո միջուկը զուգահեռ հաշվարկների համար օգտագործելու հորիզոնները:

Պրոցեսորների վարդակներ. Պլատֆորմի կյանքի տևողությունը.

Intelկոպիտ քաղաքականություն է վարում իրենց հարթակների համար։ Յուրաքանչյուրի կյանքի տևողությունը (դրա համար պրոցեսորների վաճառքի սկզբի և ավարտի ամսաթիվը) սովորաբար չի գերազանցում 1,5 - 2 տարին։ Բացի այդ, ընկերությունն ունի մի քանի զուգահեռ զարգացող հարթակներ։

Ընկերություն դրամ, ունի հակառակ համատեղելիության քաղաքականություն։ Դեպի նրա հարթակը AM 3, ապագա սերունդների բոլոր պրոցեսորները, որոնք աջակցում են DDR3. Նույնիսկ երբ հարթակը գնում է դեպի AM3+իսկ ավելի ուշ՝ կամ նոր պրոցեսորների տակ AM 3, կամ նոր պրոցեսորները համատեղելի կլինեն հին հետ մայրական տախտակներ, իսկ դրամապանակի համար հնարավոր կլինի անել առանց ցավի արդիականացում՝ փոխելով միայն պրոցեսորը (առանց մայր տախտակը, օպերատիվ հիշողությունը և այլն փոխելու) և մայր տախտակը թարթելով։ Անհամատեղելիության միակ նրբությունները կարող են լինել տեսակը փոխելիս, քանի որ կպահանջվի պրոցեսորի մեջ ներկառուցված հիշողության այլ կարգավորիչ: Այսպիսով, համատեղելիությունը սահմանափակ է և չի աջակցվում բոլոր մայր տախտակների կողմից: Բայց ընդհանուր առմամբ, տնտեսական օգտագործողի կամ նրանց համար, ովքեր սովոր չեն պլատֆորմը ամբողջությամբ փոխել 2 տարին մեկ, պրոցեսոր արտադրողի ընտրությունը հասկանալի է. դրամ.

CPU սառեցում.

Ստանդարտով տրվում է պրոցեսոր ԱՐԿՂ- նոր հովացուցիչ, որը պարզապես կկատարի աշխատանքը: Դա ալյումինի կտոր է՝ ոչ շատ բարձր ցրման տարածքով։ Ջերմային խողովակների և դրանց վրա ամրացված թիթեղների վրա հիմնված արդյունավետ հովացուցիչները նախատեսված են ջերմության բարձր արդյունավետ արտանետման համար: Եթե ​​դուք չեք ցանկանում լսել օդափոխիչի ավելորդ աղմուկը, ապա պետք է հաշվի առնեք այլընտրանքային, ավելի արդյունավետ ջերմային խողովակի սառեցնող սարք կամ փակ կամ ոչ փակ օղակով հեղուկ հովացման համակարգ: Նման հովացման համակարգերը լրացուցիչ հնարավորություն կտան պրոցեսորի օվերկլոկինգը:

Եզրակացություն.

Բոլորը կարևոր ասպեկտներդիտարկվել են, որոնք ազդում են պրոցեսորի աշխատանքի և կատարողականի վրա: Եկեք ամփոփենք, թե ինչին պետք է ուշադրություն դարձնել.

• Ընտրեք արտադրող
• Պրոցեսորի ճարտարապետություն
• Գործընթացի տեխնոլոգիա
• CPU հաճախականությունը
• Պրոցեսորային միջուկների քանակը
• Պրոցեսորի քեշի չափը և տեսակը
• Աջակցություն տեխնոլոգիաներին և հրահանգներին
• Որակյալ սառեցում

Հուսով ենք տրված նյութըկօգնի ձեզ հասկանալ և որոշել ձեր սպասելիքները բավարարող պրոցեսորի ընտրությունը:

Բազմամիջուկ պրոցեսորներ ներկա ժամանակոչ մեկին զարմացնել. Ընդհակառակը, բոլորը փորձում են այնպես անել, որ իրենց համակարգիչը աջակցի հնարավորինս շատ միջուկներ, և հետևաբար, աշխատի ավելի արագ, և դա ճիշտ է:
Ինչ վերաբերում է պրոցեսորներին, ապա շուկայում վաղուց կա ընդամենը երկու արտադրող՝ դրանք Intel-ն ու AMD-ն են: Իսկ եթե վերջիններս խոսում են իրենց 8 և 10 միջուկային պրոցեսորների մասին (նշանակում է, որ դրանք շատ են, ինչը նշանակում է, որ ավելի հզոր են), ապա առաջիններն ունեն 2 և 4 միջուկներ, բայց կենտրոնանում են դրանց թելերի վրա (գրելու կարիք չկա. զայրացած մեկնաբանություններ, որ կան միջուկներ և ավելին, քանի որ տնային օգտագործման պրոցեսորները նկարագրված են այսուհետ):

Եվ եթե նայեք պրոցեսորի կատարողականի համեմատական ​​գրաֆիկներին, ապա կարող եք տեսնել, որ Intel-ի 4 միջուկային պրոցեսորը (ոչ բոլորը) կգերազանցի 8 միջուկանի պրոցեսորին AMD-ից: Ինչու այդպես? Ի վերջո, 4-ը 8-ից փոքր է, ինչը նշանակում է, որ այն պետք է ավելի թույլ լինի... Բայց եթե ավելի խորանաք (ոչ անմիջապես դեպի քեշ, հաճախականություն, ավտոբուս և այլն), կարող եք տեսնել մի բան. հետաքրքիր բառ, որը հաճախ նկարագրվում է Intel պրոցեսորների կողմից. Hyper-threading աջակցություն.

Hyper-threading տեխնոլոգիան («հիպերտրենդինգ» հասարակ մարդկանց մոտ) հայտնագործվել է Intel-ի կողմից և օգտագործվում է միայն նրանց պրոցեսորներում (ոչ բոլորը): Ես դրա մանրամասների մեջ շատ չեմ խորանա, եթե ցանկանում եք, կարող եք կարդալ դրա մասին: Այս տեխնոլոգիանթույլ է տալիս, այսպես ասած, յուրաքանչյուր միջուկ բաժանել երկուսի, և արդյունքում մեկ ֆիզիկականի փոխարեն ունենք երկու տրամաբանական (կամ վիրտուալ) և գործող Windows համակարգկարծում է, որ մեկի փոխարեն երկու է տեղադրված։

Ինչպե՞ս պարզել, թե քանի թել կա պրոցեսորում:

Եթե ​​ցանկանում եք իմանալ կոնկրետ պրոցեսորի մասին, ապա ամենից հաճախ խանութների նկարագրության մեջ նրանք նշում են Hyper-threading-ի աջակցությունը՝ կա՛մ տեղադրելով այս արտահայտությունը, կա՛մ պարզապես HT հապավումով: Եթե ​​նման նկարագրություն չկա, ապա միշտ կարող եք օգտագործել ամենաճշմարիտ տեղեկատվությունը Intel-ի պաշտոնական էջում http://ark.intel.com/ru/search/advanced/?s=t&HyperThreading=true
Ես խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել միայն այս տեղեկատվությունը, քանի որ այն առավել ճշգրիտ է:

Եթե ​​ցանկանում եք պարզել, երբ արդեն համակարգում եք, և այս նույն թեմաները հատուկ օգտագործվում են ձեր համակարգում, ապա ավելի հեշտ բան չկա:

Գործարկեք ցանկացած հարմար եղանակով (ամենահեշտ ձևը Ctrl + Shift + Esc տաք ստեղների համադրությունն է) ցանկացած վայրում (առնվազն կարդալով այս հոդվածը) և, եթե ունեք Windows 7, անցեք «Կատարում» ներդիրին:

Ուշադրություն դարձրեք պրոցեսորի ծանրաբեռնվածության վերին գծին և մասնավորապես «քառակուսիների» քանակին: Ահա թե որքան շատ կլինեն, այնքան շատ կլինեն բոլոր միջուկները, ներառյալ բոլոր թելերը: Ավելի ճշգրիտ լինելու համար, այստեղ ցուցադրվում են բոլոր տրամաբանական / վիրտուալ միջուկները, և թելերը հենց այն են, ինչ կան:

Եթե ​​ունեք Windows 8, 8.1 կամ 10, ապա այդպիսի ներդիր չի լինի, բայց կա Performance:

Այստեղ ես ընդգծել եմ, թե որտեղ պետք է ուշադրություն դարձնել: Ի դեպ, իզուր չէի, որ ես աջ սեղմեցի այս գրաֆիկի վրա, քանի որ եթե ընտրեք Logical Processes կետը, ապա գրաֆիկը կփոխվի և նման կլինի Windows 7-ի, այսինքն. յուրաքանչյուր միջուկի համար կլինի 8 «քառակուսի» և բեռնված գրաֆիկ:
Եթե ​​դուք ունեք հակառակ պատկերը, այսինքն. ցուցադրվում են ոչ թե մեկ, այլ մի քանի գրաֆիկներ, ինչը նշանակում է, որ այս տարրը ընտրված է հենց գրաֆիկի հատկություններում:

Իհարկե, դա անելու ևս մի քանի եղանակ կա, և այս դեպքում հոսում է:

Օրինակ, կարող եք զանգահարել համակարգի հատկությունը (Win + R ստեղնաշարի համադրություն և մուտքագրել systeminfo ) և տեսնել այն այնտեղ:

Զբաղվելով բազմալեզու տեսության հետ՝ դիտարկենք մի գործնական օրինակ՝ Pentium 4: Արդեն այս պրոցեսորի զարգացման փուլում Intel-ի ինժեներները շարունակել են աշխատել նրա կատարողականությունը բարձրացնելու վրա՝ առանց փոփոխություններ կատարելու: ծրագրային ինտերֆեյս. Դիտարկվել են հինգ պարզ մեթոդներ.
1. Ժամացույցի հաճախականության ավելացում:
2. Երկու պրոցեսորի տեղադրում մեկ չիպի վրա։
3. Նոր ֆունկցիոնալ բլոկների ներդրում:
1. Փոխակրիչի երկարացում.
2. Multithreading-ի օգտագործումը:
Գործողությունը բարելավելու ամենաակնհայտ միջոցը ժամացույցի արագության բարձրացումն է՝ առանց այլ պարամետրեր փոխելու: Որպես կանոն, յուրաքանչյուր հաջորդ պրոցեսորի մոդելը մի փոքր ավելի բարձր ժամացույցի արագություն ունի, քան նախորդը: Ցավոք, ժամացույցի արագության ուղիղ գծով աճի դեպքում ծրագրավորողները բախվում են երկու խնդրի՝ էներգիայի սպառման ավելացում (որը տեղին է մարտկոցներով աշխատող նոութբուքերի և այլ հաշվողական սարքերի համար) և գերտաքացում (որը պահանջում է ավելի արդյունավետ ջերմատախտակներ):
Երկրորդ մեթոդը՝ երկու պրոցեսորների տեղադրումը չիպի վրա, համեմատաբար պարզ է, բայց այն ներառում է չիպի կողմից զբաղեցրած տարածքի կրկնապատկում: Եթե ​​յուրաքանչյուր պրոցեսորն ապահովված է իր սեփական քեշի հիշողությամբ, ապա մեկ վաֆլի չիպերի քանակը կրկնակի կրճատվում է, բայց դա նշանակում է նաև արտադրության կրկնակի թանկացում: Եթե ​​երկու պրոցեսորներն էլ ունեն ընդհանուր քեշ հիշողություն, կարելի է խուսափել զբաղեցրած տարածքի զգալի աճից, բայց այս դեպքում մեկ այլ խնդիր է առաջանում՝ մեկ պրոցեսորի քեշի հիշողության քանակը կրկնակի կրճատվում է, և դա անխուսափելիորեն ազդում է աշխատանքի վրա: Բացի այդ, եթե պրոֆեսիոնալ սերվերային հավելվածներկարողանում են ամբողջությամբ օգտագործել մի քանի պրոցեսորների ռեսուրսները, այնուհետև՝ պայմանական աշխատասեղանի ծրագրերներքին զուգահեռությունը զարգացած է շատ ավելի քիչ չափով։
Նոր ֆունկցիոնալ բլոկների ներդրումը նույնպես դժվար չէ, բայց այստեղ կարևոր է հավասարակշռություն պահպանել: Ի՞նչ իմաստ ունի տասնյակ ALU-ները, եթե չիպը չի կարող հրամաններ տալ խողովակաշարին այնպիսի արագությամբ, որը կարող է բեռնել բոլոր այդ բլոկները:
Ավելի մեծ թվով փուլերով խողովակաշարը, որը կարող է առաջադրանքները բաժանել փոքր հատվածների և դրանք մշակել կարճ ժամանակահատվածներում, մի կողմից՝ բարձրացնում է արտադրողականությունը, մյուս կողմից՝ բարձրացնում։ Բացասական հետևանքներճյուղերի սխալ կանխատեսում, քեշի բացթողումներ, ընդհատումներ և այլ իրադարձություններ, որոնք խախտում են պրոցեսորում հրահանգների բնականոն մշակումը: Բացի այդ, երկարաձգված խողովակաշարի հնարավորությունները լիովին իրացնելու համար անհրաժեշտ է բարձրացնել ժամացույցի հաճախականությունը, և դա, ինչպես գիտենք, հանգեցնում է էներգիայի սպառման և ջերմության արտանետման ավելացման:
Վերջապես, դուք կարող եք իրականացնել բազմալեզու: Այս տեխնոլոգիայի առավելությունն այն է, որ այն ներմուծում է լրացուցիչ ծրագրային թել, որը հնարավորություն է տալիս օգտագործել ապարատային ռեսուրսները, որոնք այլապես անգործուն կլինեն: Արդյունքների համաձայն փորձարարական ուսումնասիրություններ Intel-ի մշակողները պարզել են, որ չիպերի տարածքի 5%-ով աճը բազմաթիվ հավելվածների համար բազմաթելային կապի ներդրման ժամանակ տալիս է կատարողականի 25% աճ: Առաջին բազմաթելային Intel պրոցեսորը 2002 թվականի Xeon-ն էր: Հետագայում, սկսած 3,06 ԳՀց հաճախականությունից, բազմաթելային կապը ներդրվեց Pentium 4 տողում: Intel-ը կոչում է բազմաթելերի իրականացում Pentium 4 հիպերթրեդինգում:
Hyperthreading-ի հիմնական սկզբունքը ծրագրային երկու թելերի միաժամանակյա կատարումն է (կամ գործընթացներ. պրոցեսորը չի տարբերում պրոցեսները ծրագրային թելերից): Օպերացիոն համակարգը վերաբերվում է Pentium 4 հիպերթելային պրոցեսորին որպես երկու պրոցեսորային համալիր՝ ընդհանուր քեշերով և հիմնական հիշողությամբ: Օպերացիոն համակարգը կատարում է պլանավորում յուրաքանչյուր ծրագրի թեմայի համար առանձին: Այսպիսով, երկու հավելված կարող է միաժամանակ աշխատել: Օրինակ, փոստի ծրագիրկարող է ուղարկել կամ ստանալ հաղորդագրություններ ֆոնմինչ օգտատերը շփվում է հետ ինտերակտիվ հավելված- այսինքն, դեյմոնը և օգտվողի ծրագիրը միաժամանակ աշխատում են, կարծես երկու պրոցեսոր հասանելի է համակարգին:
Կիրառական ծրագրերը, որոնք կարող են գործարկվել մի քանի թելերով, կարող են օգտագործել երկու «վիրտուալ պրոցեսորներ»: Օրինակ, վիդեո խմբագրման ծրագրերը սովորաբար թույլ են տալիս օգտվողներին կիրառել զտիչներ բոլոր կադրերում: Այս ֆիլտրերը կարգավորում են պայծառությունը, հակադրությունը, գույնի հավասարակշռությունև շրջանակի այլ հատկություններ: Նման իրավիճակում ծրագիրը կարող է նշանակել մեկ վիրտուալ պրոցեսոր՝ մշակելու զույգ շրջանակներ, իսկ մյուսին՝ կենտներին: Այս դեպքում երկու պրոցեսորները կաշխատեն միմյանցից լիովին անկախ։
Քանի որ ծրագրային թելերը հասանելի են նույն ապարատային ռեսուրսներին, անհրաժեշտ է այդ թելերի համակարգումը: Hyperthreading-ի համատեքստում Intel-ի մշակողները հայտնաբերել են ռեսուրսների փոխանակման կառավարման չորս օգտակար ռազմավարություններ՝ ռեսուրսների կրկնօրինակում և կոշտ, շեմային և ամբողջական ռեսուրսների փոխանակում: Եկեք նայենք այս ռազմավարություններին:
Սկսենք ռեսուրսների կրկնօրինակումից: Ինչպես գիտեք, որոշ ռեսուրսներ կրկնօրինակվում են ծրագրային հոսքերը կազմակերպելու համար։ Օրինակ, քանի որ ծրագրի յուրաքանչյուր շարանը անհատական ​​վերահսկողության կարիք ունի, անհրաժեշտ է երկրորդ ծրագրի հաշվիչ: Բացի այդ, անհրաժեշտ է ներմուծել երկրորդ աղյուսակ՝ ճարտարապետական ​​ռեգիստրները (EAX, EBX և այլն) ֆիզիկական ռեգիստրներին քարտեզագրելու համար. Նմանապես, ընդհատման կարգավորիչը կրկնօրինակվում է, քանի որ յուրաքանչյուր շղթայի համար ընդհատումների մշակումը կատարվում է առանձին:
Դրան հաջորդում է ծրագրի թելերի միջև ռեսուրսների կոշտ բաժանման տեխնիկան (բաժանված ռեսուրսների փոխանակում): Օրինակ, եթե պրոցեսորը հերթ է ունենում խողովակաշարի երկու ֆունկցիոնալ փուլերի միջև, ապա անցքերի կեսը կարող է տրվել շարանը 1-ին, մյուս կեսը՝ շարանը 2-ին: Ռեսուրսների փոխանակումը հեշտ է իրականացնել, չի հանգեցնում անհավասարակշռության և ապահովում է. լիակատար անկախությունծրագիրը հոսում է միմյանցից: Բոլոր ռեսուրսների ամբողջական տարանջատմամբ մեկ պրոցեսոր իրականում վերածվում է երկուսի: Մյուս կողմից, կարող է առաջանալ մի իրավիճակ, երբ ծրագրի մի շարանը չի օգտագործում ռեսուրսներ, որոնք կարող են օգտակար լինել երկրորդ շարանը, բայց որի համար այն չունի մուտքի իրավունք: Արդյունքում, ռեսուրսները, որոնք այլ կերպ կարող էին օգտագործվել, պարապ են:
Կոշտ փոխանակման հակառակը ռեսուրսների ամբողջական փոխանակումն է: Այս սխեմայում ցանկալի ռեսուրսները կարող են մուտք գործել ցանկացած ծրագրի շղթայով, և դրանք սպասարկվում են մուտքի հարցումների ստացման հերթականությամբ: Դիտարկենք մի իրավիճակ, երբ արագ հոսքը, որը բաղկացած է հիմնականում գումարման և հանման գործողություններից, գոյակցում է դանդաղ հոսքի հետ, որն իրականացնում է բազմապատկման և բաժանման գործողություններ։ Եթե ​​հրահանգները հիշողությունից կանչվում են ավելի արագ, քան կատարվում են բազմապատկման և բաժանման գործողությունները, դանդաղ շղթայի մեջ կանչված և խողովակաշարի վրա հերթագրված հրահանգների թիվը աստիճանաբար կավելանա: Ի վերջո, այս հրամանները կլցնեն հերթը, արդյունքում արագ հոսքը կդադարի դրանում տեղ չունենալու պատճառով։ Ռեսուրսների ամբողջական տարանջատումը լուծում է ոչ օպտիմալ ծախսերի խնդիրը ընդհանուր ռեսուրսներ, բայց ստեղծում է անհավասարակշռություն դրանց սպառման մեջ՝ մի շարանը կարող է դանդաղեցնել կամ դադարեցնել մյուսը։
Միջանկյալ սխեման իրականացվում է ռեսուրսների շեմային բաշխման շրջանակներում։ Համաձայն այս սխեմայի, ցանկացած ծրագրի թել կարող է դինամիկ կերպով ստանալ որոշակի (սահմանափակ) քանակի ռեսուրսներ։ Երբ կիրառվում է կրկնօրինակվող ռեսուրսների վրա, այս մոտեցումը ապահովում է ճկունություն՝ առանց ծրագրի թելերից մեկի անգործության սպառնալիքի՝ ռեսուրսներ ձեռք բերելու անկարողության պատճառով: Եթե, օրինակ, թելերից յուրաքանչյուրին արգելվում է զբաղեցնել հրամանների հերթի 3/4-ից ավելին, դանդաղ թելի կողմից ռեսուրսների սպառման ավելացումը չի խանգարի արագի կատարմանը:
Pentium 4-ի հիպերթելավորման մոդելը միավորում է ռեսուրսների փոխանակման տարբեր ռազմավարություններ: Այսպիսով, փորձ է արվում լուծել յուրաքանչյուր ռազմավարության հետ կապված բոլոր խնդիրները։ Կրկնօրինակումն իրականացվում է այն ռեսուրսների նկատմամբ, որոնց երկու ծրագրային շղթաներն էլ մշտապես մուտքի կարիք ունեն (մասնավորապես, ծրագրի հաշվիչի, ռեգիստրի քարտեզագրման աղյուսակի և ընդհատումների վերահսկիչի հետ կապված): Այս ռեսուրսների կրկնօրինակումը մեծացնում է միկրոսխեմայի տարածքը ընդամենը 5%-ով, դուք կհամաձայնեք, որ դա բավականին խելամիտ գին է բազմաթելերի համար: Այն ռեսուրսները, որոնք հասանելի են այնպիսի ծավալով, որ գործնականում անհնար է, որ դրանք գրավվեն մեկ շղթայով (օրինակ՝ քեշի տողերը), բաշխվում են դինամիկ կերպով։ Ռեսուրսների հասանելիությունը, որոնք վերահսկում են խողովակաշարի շահագործումը (մասնավորապես, նրա բազմաթիվ հերթերը) բաժանված են. ծրագրի յուրաքանչյուր շարանը տրվում է անցքերի կեսը: Pentium 4-ում ներդրված Netburst ճարտարապետության հիմնական խողովակաշարը ներկայացված է Նկ. 8.7; Այս նկարում սպիտակ և մոխրագույն տարածքները ներկայացնում են ռեսուրսների բաշխման մեխանիզմը սպիտակ և մոխրագույն ծրագրի թելերի միջև:
Ինչպես տեսնում եք, այս նկարազարդման բոլոր հերթերը բաժանված են. ծրագրի յուրաքանչյուր շարանը հատկացված է սլոտների կեսը: Ոչ մի շարանը չի կարող սահմանափակել մյուսի աշխատանքը: Բաշխման և փոխարինման բլոկը նույնպես բաժանված է. Ժամանակացույցի ռեսուրսները բաշխվում են դինամիկ կերպով, բայց հիմնվելով որոշ շեմային արժեքի վրա. հետևաբար, ոչ մի շարանը չի կարող զբաղեցնել հերթի բոլոր անցքերը: Փոխակրիչի մյուս բոլոր փուլերի համար կա ամբողջական տարանջատում:
Այնուամենայնիվ, multithreading-ը այնքան էլ պարզ չէ: Նույնիսկ այս առաջադեմ տեխնիկան ունի իր թերությունները. Ռեսուրսների կոշտ բաժանումը կապված չէ լուրջ ծախսերի հետ, սակայն դինամիկ բաժանումը, հատկապես շեմերի հետ կապված, պահանջում է ռեսուրսների սպառման մոնիտորինգ գործարկման ժամանակ: Բացի այդ, որոշ դեպքերում ծրագրերը շատ ավելի լավ են աշխատում առանց բազմալեզու, քան դրա հետ: Ենթադրենք, օրինակ, որ եթե կան երկու ծրագրերի թելեր, ապա դրանցից յուրաքանչյուրին անհրաժեշտ է քեշի 3/4-ը՝ ճիշտ գործելու համար։ Եթե ​​դրանք կատարվեին հերթով, յուրաքանչյուրը ողջամտորեն լավ կգործեր փոքր թվով քեշի բացթողումների դեպքում (որոնք, ինչպես հայտնի է, կապված են լրացուցիչ վերադիր ծախսերի հետ): Զուգահեռ կատարման դեպքում յուրաքանչյուրի համար քեշի բացթողումները զգալիորեն ավելի շատ կլինեն, և վերջնական արդյունքն ավելի վատ կլինի, քան առանց բազմաթելերի:
RepPit 4 բազմաթելային մեխանիզմի մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս.