- Οι πυρήνες είναι φυσικές μονάδες επεξεργασίας που εκτελούν εντολές ανεξάρτητα μέσα στην CPU.
- Τα νήματα είναι λογικές ροές εκτέλεσης που προγραμματίζονται στους πυρήνες για να αξιοποιούν καλύτερα τους πόρους τους.
- Περισσότεροι πυρήνες και νήματα επιτρέπουν μεγαλύτερο παραλληλισμό και καλύτερη εκτέλεση πολλαπλών εργασιών, υπό την προϋπόθεση ότι το λογισμικό είναι έτοιμο.
- Η επιλογή του σωστού αριθμού πυρήνων και νημάτων εξαρτάται από τον τύπο χρήσης: βασικό, gaming, δημιουργία περιεχομένου ή επαγγελματικό περιβάλλον.
Όταν αρχίζετε να εξετάζετε τις προδιαγραφές του επεξεργαστή, είναι εύκολο να χαθείτε ανάμεσα σε τόσα πολλά δεδομένα: συχνότητα, cache, TDP... και, φυσικά, το περίφημο τμήμα για τον αριθμό των πυρήνων και των νημάτων . Αυτοί είναι όροι που επαναλαμβάνονται παντού και παρόλα αυτά δημιουργούν αρκετή σύγχυση, ακόμη και μεταξύ έμπειρων χρηστών.
Η κατανόηση των πυρήνων και των νημάτων της CPU δεν είναι απλώς ένα τεχνικό ζήτημα. Επηρεάζει άμεσα την απόδοση ενός υπολογιστή στον πραγματικό κόσμο, την ομαλή εκτέλεση πολλαπλών εργασιών και την απόδοση των παιχνιδιών, του λογισμικού επεξεργασίας βίντεο και των εικονικών μηχανών. Ενώ ένας βασικός χρήστης μπορεί να τα διαχειριστεί χωρίς να εμβαθύνει πολύ, η κατανόηση αυτών των εννοιών είναι ζωτικής σημασίας για όποιον προγραμματίζει, κατασκευάζει υπολογιστές ή απλώς θέλει να λαμβάνει τεκμηριωμένες αποφάσεις αγοράς.
Τι είναι οι πυρήνες του επεξεργαστή;
Κρυμμένα μέσα στο μικρό τσιπ που ονομάζουμε CPU βρίσκονται πολλά λογικά μπλοκ που λειτουργούν ως εντελώς ανεξάρτητες υπολογιστικές μονάδες . Αυτά τα μπλοκ είναι οι πυρήνες. Κάθε πυρήνας μπορεί να λαμβάνει οδηγίες από τη μνήμη RAM, να τις επεξεργάζεται συγχρονισμένα με το ρολόι του επεξεργαστή και να επιστρέφει αποτελέσματα, σαν ένας μικροσκοπικός εγκέφαλος μέσα στο κύριο τσιπ.
Οι παλαιότεροι επεξεργαστές είχαν μόνο έναν πυρήνα ικανό να εκτελεί μία εντολή ανά κύκλο ρολογιού . Αυτή η χωρητικότητα μετρήθηκε σε megahertz (MHz) ή gigahertz (GHz): όσο υψηλότερη ήταν η συχνότητα, τόσο περισσότερες οδηγίες ανά δευτερόλεπτο μπορούσε να ολοκληρώσει. Σήμερα, εκτός από την αύξηση της ταχύτητας ρολογιού, οι κατασκευαστές έχουν πολλαπλασιάσει τον αριθμό των πυρήνων για να αυξήσουν δραματικά την ακατέργαστη ισχύ επεξεργασίας.
Κάθε πυρήνας λειτουργεί ως ένας φυσικός υποεπεξεργαστής ενσωματωμένος στο ίδιο πακέτο . Μια τετραπύρηνη CPU είναι σαν να έχεις τέσσερις επεξεργαστές που εργάζονται παράλληλα στο ίδιο τσιπ. Αυτό σημαίνει ότι, σε έναν μόνο κύκλο, η CPU μπορεί να χειριστεί τέσσερις διαφορετικές εντολές ταυτόχρονα, πολλαπλασιάζοντας την υπολογιστική ισχύ, εφόσον το λειτουργικό σύστημα και τα προγράμματα μπορούν να την εκμεταλλευτούν.
Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι οι πυρήνες είναι φυσικά στοιχεία, όχι κάτι εικονικό ή προσομοιωμένο από λογισμικό . Αποτελούνται από εκατομμύρια τρανζίστορ και κυκλώματα που υλοποιούν τις αριθμητικές μονάδες, τις μονάδες ελέγχου, τους εσωτερικούς καταχωρητές και άλλα στοιχεία που επιτρέπουν την επανειλημμένη εκτέλεση του κύκλου εντολών (ανάκτηση, αποκωδικοποίηση, εκτέλεση και εγγραφή αποτελέσματος).
Σήμερα, στην καταναλωτική αγορά, είναι σύνηθες να βρίσκουμε επεξεργαστές με 2, 4, 6, 8, ακόμη και περισσότερους από 10 πυρήνες , ενώ οι σταθμοί εργασίας και οι διακομιστές συνήθως προσφέρουν ακόμη μεγαλύτερους αριθμούς, όπως 16, 32 ή περισσότερους φυσικούς πυρήνες. Όσο περισσότεροι πυρήνες υπάρχουν, τόσο περισσότερες εργασίες μπορούν να υποστούν επεξεργασία ταυτόχρονα, κάτι που είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για επαγγελματικές εφαρμογές, διακομιστές ή ροές εργασίας με υψηλό παράλληλο φόρτο εργασίας.
Τι είναι τα νήματα επεξεργαστή και πώς λειτουργούν;
Ενώ οι πυρήνες είναι φυσικά στοιχεία, τα νήματα (ή υποδιεργασίες) είναι λογικές ή εικονικές οντότητες που αντιπροσωπεύουν μια ροή εκτέλεσης μέσα σε ένα πρόγραμμα και την οποία το λειτουργικό σύστημα μπορεί να προγραμματίσει σε έναν ή περισσότερους πυρήνες. Ένα νήμα είναι ουσιαστικά μια ακολουθία εντολών που μπορούν να εκτελεστούν ανεξάρτητα από τις υπόλοιπες, με τις δικές τους πληροφορίες περιβάλλοντος.
Μπορούμε να θεωρήσουμε ένα νήμα ως τη διαδρομή που ακολουθεί ένα κομμάτι κώδικα μέσα από τον επεξεργαστή . Κάθε νήμα έχει τους δικούς του καταχωρητές εκτέλεσης, τη δική του στοίβα και έναν μετρητή προγράμματος που υποδεικνύει ποια εντολή πρέπει να εκτελεστεί σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή. Το λειτουργικό σύστημα είναι υπεύθυνο για την ανάθεση αυτών των νημάτων στους διαθέσιμους πυρήνες και την κατανομή του χρόνου της CPU μεταξύ τους όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά.
Στον προγραμματισμό, γίνεται διάκριση μεταξύ εφαρμογών με ένα μόνο νήματα και εφαρμογών με πολλά νήματα . Ένα πρόγραμμα με ένα μόνο νήματα έχει μόνο μία ροή εκτέλεσης: οι εντολές εκτελούνται η μία μετά την άλλη, με αυστηρά διαδοχικό τρόπο. Σε μια εφαρμογή με πολλά νήματα , από την άλλη πλευρά, η εργασία κατανέμεται σε πολλά νήματα που μπορούν να εκτελούνται παράλληλα, μοιράζοντας πόρους αλλά εκτελούνται ταυτόχρονα.
Αυτή η μέθοδος κατανομής του φόρτου εργασίας επιτρέπει σε ένα μόνο πρόγραμμα να εκτελεί πολλαπλές λειτουργίες ταυτόχρονα . Για παράδειγμα, ένα πρόγραμμα επεξεργασίας βίντεο μπορεί να αφιερώσει ένα νήμα στη γραφική διεπαφή, ένα άλλο στην απόδοση, ένα άλλο στον ήχο, και ούτω καθεξής. Εάν υπάρχουν αρκετοί πυρήνες και νήματα CPU, αυτά τα μέρη του προγράμματος εκτελούνται ταυτόχρονα, βελτιώνοντας τους χρόνους απόκρισης και μειώνοντας την αίσθηση της καθυστέρησης.
Στην πράξη, πολλοί σύγχρονοι επεξεργαστές χρησιμοποιούν ταυτόχρονες τεχνολογίες πολυνηματοποίησης όπως SMT ή Hyper-Threading, οι οποίες επιτρέπουν σε κάθε φυσικό πυρήνα να χειρίζεται δύο νήματα εκτέλεσης ταυτόχρονα . Αυτό εξηγεί γιατί βλέπουμε CPU με, για παράδειγμα, 6 πυρήνες και 12 νήματα: υπάρχουν έξι φυσικές μονάδες, αλλά η καθεμία μπορεί να μεταφέρει δύο διαφορετικές ροές εντολών ταυτόχρονα, αξιοποιώντας καλύτερα τις εσωτερικές μονάδες που διαφορετικά θα ήταν αδρανείς. Η τεχνολογία Hyper-Threading της Intel είναι ένα πολύ γνωστό παράδειγμα αυτού.
Σχέση μεταξύ προγραμμάτων, διεργασιών και νημάτων
Για να κατανοήσετε πλήρως τον ρόλο των νημάτων, είναι χρήσιμο να επιστρέψουμε ένα επίπεδο πίσω και να δούμε πώς οργανώνεται η εργασία στο λειτουργικό σύστημα. Ένα πρόγραμμα είναι απλώς ένα σύνολο οδηγιών που είναι αποθηκευμένες στο δίσκο (εφαρμογές, προγράμματα οδήγησης, το ίδιο το λειτουργικό σύστημα κ.λπ.) σε δυαδική μορφή, έτοιμες για φόρτωση στη μνήμη όταν χρειαστεί.
Όταν εκτελείτε ένα πρόγραμμα, το σύστημα δημιουργεί τουλάχιστον μία διεργασία που φορτώνεται στη μνήμη RAM . Αυτή η διεργασία περιλαμβάνει τον εκτελέσιμο κώδικα, τα δεδομένα, τους πόρους που χρειάζεται (περιγραφείς αρχείων, δεσμευμένη μνήμη κ.λπ.) και ένα περιβάλλον που διαχειρίζεται προσεκτικά το λειτουργικό σύστημα. Κάθε διεργασία βρίσκεται σε έναν συγκεκριμένο χώρο μνήμης, απομονωμένο από τις άλλες, γεγονός που παρέχει σταθερότητα και ασφάλεια.
Μια διεργασία χρειάζεται ορισμένα βασικά στοιχεία για να λειτουργήσει: έναν μετρητή προγράμματος που υποδεικνύει την επόμενη εντολή που θα εκτελεστεί, μια σειρά από καταχωρητές όπου αποθηκεύονται προσωρινά δεδομένα και πληροφορίες ελέγχου και μια στοίβα που αποθηκεύει δεδομένα από ενεργές συναρτήσεις. Όλα αυτά αποθηκεύονται και αποκαθίστανται συνεχώς όταν το σύστημα μεταβαίνει από τη μία διεργασία στην άλλη.
Αυτό που είναι ενδιαφέρον είναι ότι κάθε διεργασία εκτελείται ανεξάρτητα από τις άλλες . Χάρη σε αυτήν την ανεξαρτησία, εάν μια εφαρμογή καταρρεύσει, το υπόλοιπο σύστημα μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί. Αυτή η δυνατότητα διαχείρισης πολλαπλών διεργασιών επιτρέπει ένα περιβάλλον πολλαπλών εργασιών: περιήγηση στο διαδίκτυο ενώ ακούτε μουσική, ελέγχετε το email σας και κατεβάζετε αρχεία ταυτόχρονα.
Μέσα σε κάθε διεργασία, υπάρχουν νήματα εκτέλεσης. Ένα νήμα είναι η μικρότερη μονάδα εργασίας που το λειτουργικό σύστημα μπορεί να διαθέσει στην CPU . Μια διεργασία μπορεί να αποτελείται από ένα μόνο νήμα (η απλούστερη περίπτωση) ή από πολλά νήματα που μοιράζονται τον ίδιο χώρο μνήμης και τους ίδιους πόρους επεξεργασίας, αλλά εκτελούνται παράλληλα.
Μονοσύρματες και πολυσύρματες διεργασίες
Σε μια μονονηματική διεργασία, όλος ο κώδικας προγράμματος εκτελείται σε μία μόνο ροή εντολών . Αυτό σημαίνει ότι εάν ένα μέρος του προγράμματος χρειαστεί πολύ χρόνο (για παράδειγμα, μια αργή λειτουργία δίσκου ή ένας βαρύς υπολογισμός), η υπόλοιπη εφαρμογή ενδέχεται να μπλοκαριστεί μέχρι να ολοκληρωθεί αυτή η λειτουργία, δημιουργώντας μια αίσθηση νωθρότητας ή παγώματος.
Όταν μια διεργασία είναι πολυνηματική, η εργασία της χωρίζεται σε αρκετές μικρότερες υποδιεργασίες που ονομάζονται νήματα (threads) . Αυτά τα νήματα μοιράζονται μνήμη και πόρους, αλλά το καθένα έχει τη δική του στοίβα καταχωρητών και μετρητή προγράμματος. Με αυτόν τον τρόπο, δύο ή περισσότερα μέρη του προγράμματος μπορούν να εκτελεστούν ταυτόχρονα, μειώνοντας τους χρόνους αναμονής και αξιοποιώντας καλύτερα τους διαθέσιμους πυρήνες.
Για παράδειγμα, ένα πρόγραμμα περιήγησης ιστού μπορεί να έχει ένα νήμα για τη διεπαφή, ένα άλλο για τη φόρτωση σελίδων, ένα άλλο για την εκτέλεση κώδικα JavaScript και ένα άλλο για την αναπαραγωγή βίντεο. Εάν υπάρχουν πολλαπλοί πυρήνες και νήματα CPU, όλα αυτά τα νήματα μπορούν να εκτελούνται ταυτόχρονα , με αποτέλεσμα μια πολύ πιο ομαλή εμπειρία χρήστη.
Το κλειδί είναι ότι, με περισσότερα νήματα (threads), ο όγκος των ταυτόχρονων υπολογισμών αυξάνεται σημαντικά . Αυτό δεν σημαίνει ότι η ίδια η CPU είναι ταχύτερη, αλλά μάλλον ότι μπορεί να κρατήσει τις εσωτερικές της μονάδες απασχολημένες με περισσότερη παράλληλη εργασία. Αυτό μεταφράζεται σε καλύτερη αξιοποίηση του υλικού, ειδικά σε προγράμματα ειδικά σχεδιασμένα να λειτουργούν με πολλά νήματα.
Σε επεξεργαστές με τεχνολογία πολλαπλών νημάτων, ένας πυρήνας διπλού νήματος δεν εκτελεί κυριολεκτικά δύο εντολές στον ίδιο κύκλο με απόδοση 100%, αλλά μπορεί να εναλλάσσεται μεταξύ δύο νημάτων τόσο γρήγορα που να δίνει την αίσθηση ότι λειτουργούν παράλληλα. Το λειτουργικό σύστημα κατανέμει μικρά "κομμάτια χρόνου CPU" σε κάθε νήμα και η εναλλαγή μεταξύ τους γίνεται σε κλάσματα του δευτερολέπτου, ανεπαίσθητη από τον χρήστη.
Βασικές διαφορές μεταξύ πυρήνων και κλώνων
Η βασική διαφορά είναι ότι οι πυρήνες είναι φυσικές μονάδες επεξεργασίας , ενώ τα νήματα είναι λογικές οντότητες που αντιπροσωπεύουν εργασίες ή υποδιεργασίες που εκτελούνται σε αυτούς τους πυρήνες. Ένας πυρήνας μπορεί να υπάρχει χωρίς πρόσθετα νήματα SMT (απλώς εκτελώντας μια μόνο ροή εντολών), αλλά ένα νήμα, όσο εικονικό κι αν είναι, απαιτεί πάντα έναν φυσικό πυρήνα σε κάποιο σημείο για να εκτελεστεί.
Όταν εξετάζετε τις προδιαγραφές της CPU, θα δείτε συνδυασμούς όπως "4 πυρήνες / 8 νήματα" ή "6 πυρήνες / 12 νήματα". Αυτό σημαίνει ότι κάθε φυσικός πυρήνας μπορεί να χειριστεί δύο νήματα εκτέλεσης ταυτόχρονα . Σε έναν επεξεργαστή 6 πυρήνων και 12 νημάτων, το λειτουργικό σύστημα βλέπει 12 λογικές μονάδες στις οποίες προγραμματίζει εργασίες, παρόλο που σε επίπεδο πυριτίου υπάρχουν μόνο 6 ολοκληρωμένα μπλοκ εκτέλεσης.
Στην πράξη, οι πυρήνες καθορίζουν πόσες πραγματικά ανεξάρτητες εργασίες μπορεί να εκτελέσει η CPU ταυτόχρονα , ενώ τα νήματα (threads) βελτιώνουν τη χρήση αυτών των πυρήνων, ελαχιστοποιώντας τον χρόνο αδράνειας και επιτρέποντας περισσότερα ταυτόχρονα νήματα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα νήματα λέγεται ότι αυξάνουν την αποδοτικότητα, αλλά το σημαντικό άλμα στην πραγματική χωρητικότητα προέρχεται πάντα από την προσθήκη περισσότερων φυσικών πυρήνων.
Με λίγα λόγια, οι πυρήνες παρέχουν τη φυσική δύναμη, ενώ τα νήματα οργανώνουν καλύτερα την εργασία . Μια καλή ισορροπία μεταξύ των δύο κάνει τη διαφορά στη συνολική απόδοση του συστήματος, ειδικά όταν πρόκειται για εντατική πολυδιεργασία ή απαιτητικό επαγγελματικό λογισμικό.
Πυρήνες ή κλώνοι: ποιο είναι πιο σημαντικό ανάλογα με τη χρήση
Η τυπική ερώτηση κατά την αγορά μιας CPU είναι αν θα δώσετε προτεραιότητα σε περισσότερους φυσικούς πυρήνες ή σε περισσότερα λογικά νήματα . Η απάντηση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πώς σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε τον υπολογιστή και πώς είναι προγραμματισμένες οι εφαρμογές που χρησιμοποιείτε συνήθως.
Σε εργασίες που χρησιμοποιούν σε μεγάλο βαθμό υλικό, όπως απαιτητικά παιχνίδια, προηγμένη επεξεργασία βίντεο, απόδοση 3D ή εκτέλεση εικονικών μηχανών, η ύπαρξη μεγάλου αριθμού φυσικών πυρήνων είναι συνήθως πιο ωφέλιμη . Αυτά τα φόρτα εργασίας επωφελούνται από τη δυνατότητα κατανομής μεγάλων εργασιών σε πολλαπλούς φυσικούς πυρήνες, αντί να βασίζονται αποκλειστικά σε λογικά νήματα σε λίγους πυρήνες.
Για πιο καθημερινή χρήση, όπως περιήγηση, εργασία με έγγραφα, χρήση πολλών ελαφριών εφαρμογών ταυτόχρονα ή κατανάλωση περιεχομένου πολυμέσων, η αποτελεσματική διαχείριση νημάτων μπορεί να κάνει μεγαλύτερη διαφορά . Ακόμα και με λίγους πυρήνες, εάν η CPU υποστηρίζει πολλαπλά νήματα ανά πυρήνα και το σύστημα τα κατανέμει σωστά, η συνολική εμπειρία θα είναι μια εμπειρία ομαλότητας και απόκρισης.
Στην ανάπτυξη λογισμικού, η πλήρης κατανόηση του τρόπου διαχείρισης των πυρήνων και των νημάτων είναι ζωτικής σημασίας. Ένα πρόγραμμα με κακή παράλληλη λειτουργία μπορεί να μην εκμεταλλευτεί έναν επεξεργαστή με πολλά νήματα ή πολλούς πυρήνες , ενώ μια καλά σχεδιασμένη εφαρμογή κλιμακώνεται πολύ καλά καθώς αυξάνεται ο αριθμός των διαθέσιμων πυρήνων. Κάποιο λογισμικό είναι βελτιστοποιημένο για πολλά λογικά νήματα, ενώ άλλο λογισμικό γνωρίζει μόνο πώς να αξιοποιήσει λίγους πολύ ισχυρούς πυρήνες.
Με πολύ απλά λόγια, για τους περισσότερους οικιακούς χρήστες, μια CPU 4 έως 6 πυρήνων με έναν καλό αριθμό νημάτων συνήθως προσφέρει μια εξαιρετική ισορροπία μεταξύ τιμής και απόδοσης . Για τους δημιουργούς περιεχομένου, τους ενθουσιώδεις gamers ή τους επαγγελματίες που χρησιμοποιούν απαιτητικά προγράμματα, η αναβάθμιση σε 8, 10 ή περισσότερους πυρήνες έχει πολύ περισσότερο νόημα, ειδικά αν αυτές οι εφαρμογές έχουν σχεδιαστεί για να αξιοποιούν το multithreading.
Πώς να μάθετε πόσους πυρήνες και νήματα έχει η CPU σας
Αν θέλετε να ελέγξετε πόσους πυρήνες και νήματα έχει ο υπολογιστής σας, το ίδιο το λειτουργικό σύστημα προσφέρει πολύ απλά εργαλεία για να το κάνετε αυτό χωρίς να εγκαταστήσετε τίποτα επιπλέον . Αυτό είναι χρήσιμο για να μάθετε αν το υλικό σας πληροί τις απαιτήσεις ενός συγκεκριμένου προγράμματος ή παιχνιδιού ή για να αξιολογήσετε αν αξίζει πραγματικά να αναβαθμίσετε τον επεξεργαστή σας.
Στα Windows 10 ή 11, μπορείτε να ανοίξετε το μενού περιβάλλοντος του κουμπιού Έναρξη και να μεταβείτε στην ενότητα "Σύστημα" για να δείτε το εγκατεστημένο μοντέλο επεξεργαστή . Με αυτές τις πληροφορίες, μπορείτε να κάνετε αναζήτηση στον ιστότοπο του κατασκευαστή και να ελέγξετε πόσους πυρήνες και νήματα υποστηρίζει. Επιπλέον, η Διαχείριση Εργασιών , στην καρτέλα "Απόδοση", εμφανίζει γραφήματα ανά λογική CPU που σας δίνουν μια ιδέα για τον αριθμό των νημάτων που χρησιμοποιεί το σύστημα.
Αν θέλετε πιο λεπτομερείς πληροφορίες, η ίδια η Διαχείριση Εργασιών έχει έναν σύνδεσμο προς την Παρακολούθηση Πόρων , όπου μπορείτε να δείτε μια ανάλυση των διεργασιών και των νημάτων μαζί με τη χρήση της CPU τους. Κάθε καταχώρηση "νήματος" εκεί αντιστοιχεί σε ένα νήμα εκτέλεσης που διαχειρίζεται το σύστημα.
Στο macOS, βασικές πληροφορίες για την CPU μπορείτε να βρείτε στο μενού της Apple, στην ενότητα "Σχετικά με αυτό το Mac" και στη συνέχεια στην ενότητα "Αναφορά συστήματος ". Εκεί μπορείτε να δείτε το όνομα του επεξεργαστή και, συμβουλευόμενοι τις επίσημες προδιαγραφές, να μάθετε τον αριθμό των φυσικών πυρήνων και των νημάτων. Το Activity Monitor εμφανίζει επίσης τον αριθμό των νημάτων που έχει κάθε ανοιχτή εφαρμογή.
Με αυτά τα εργαλεία μπορείτε να έχετε μια σαφή εικόνα για το πόση παράλληλη επεξεργαστική ισχύ έχετε στην πραγματικότητα διαθέσιμη και αν τα προγράμματά σας υπερφορτώνουν τους πυρήνες ή απλώς χρησιμοποιούν έναν ή δύο, αφήνοντας τους υπόλοιπους σχεδόν αδρανείς.
Πόσους πυρήνες CPU πρέπει να επιλέξετε ανάλογα με τη χρήση που κάνετε;
Ο ιδανικός αριθμός πυρήνων δεν είναι ο ίδιος για όλους. Εξαρτάται από τους τύπους εργασιών που εκτελείτε καθημερινά και από το αν οι αγαπημένες σας εφαρμογές είναι βελτιστοποιημένες ώστε να αξιοποιούν πολλαπλούς πυρήνες και νήματα . Περισσότεροι δεν είναι πάντα καλύτεροι, αλλά είναι σημαντικό να βρείτε το σωστό εύρος.
Για πολύ βασική χρήση (περιήγηση, απλές εργασίες γραφείου, email, παρακολούθηση βίντεο) 2 φυσικοί πυρήνες είναι συνήθως επαρκείς , αν και σήμερα είναι πιο σκόπιμο να επιλέξετε τουλάχιστον 4 για να κερδίσετε περιθώριο για μελλοντικές ενημερώσεις λογισμικού και ελαφρώς πιο εντατικό multitasking.
Αν συνήθως παίζετε λιγότερο απαιτητικά παιχνίδια, κάνετε ελαφριά επεξεργασία φωτογραφιών ή βίντεο και έχετε ανοιχτές πολλές εφαρμογές ταυτόχρονα, η πιο λογική επιλογή είναι να αναζητήσετε έναν τετραπύρηνο επεξεργαστή με υποστήριξη πολλαπλών νημάτων. Η βελτίωση σε σχέση με έναν διπύρηνο επεξεργαστή είναι σημαντική όσον αφορά τη συνολική ομαλότητα, τους χρόνους φόρτωσης και την ικανότητα χειρισμού πολλαπλών προγραμμάτων ταυτόχρονα.
Για απαιτητικά παιχνίδια, πιο σοβαρή δημιουργία περιεχομένου (επεξεργασία βίντεο υψηλής ανάλυσης, συχνή απόδοση 3D) ή χρήση εικονικής μηχανής, η μετάβαση στην περιοχή των 6-8 πυρήνων προσφέρει ένα τεράστιο άλμα στην απόδοση. Πολλοί σύγχρονοι τίτλοι μπορούν να αξιοποιήσουν τους 6 ή 8 πυρήνες αρκετά αποτελεσματικά και τα προγράμματα επεξεργασίας και απόδοσης συνήθως κλιμακώνονται πολύ καλά με κάθε επιπλέον πυρήνα.
Πάνω από 10 πυρήνες, μιλάμε για συστήματα σχεδιασμένα για πολύ απαιτητικά σενάρια: παιχνίδια υψηλής τεχνολογίας με ταυτόχρονη ροή , επαγγελματική απόδοση και κινούμενα σχέδια 3D, σύνθετες προσομοιώσεις ή σταθμοί εργασίας και διακομιστές που εκτελούν πολλές εργασίες παράλληλα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, όσο περισσότεροι πυρήνες και νήματα υπάρχουν (υπό την προϋπόθεση ότι αξιοποιούνται σωστά από το λογισμικό), τόσο καλύτερη είναι η ικανότητα επεξεργασίας μαζικών φόρτων εργασίας.
Επίδραση του αριθμού των πυρήνων και των νημάτων στην απόδοση
Η ύπαρξη περισσότερων πυρήνων και νημάτων αλλάζει σημαντικά τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρεται το σύστημα υπό φόρτο εργασίας. Μια CPU με πολλαπλούς πυρήνες μπορεί να χειριστεί πολλές ταυτόχρονες εργασίες χωρίς η μία να εμποδίζει την άλλη , με αποτέλεσμα ταχύτερους χρόνους απόκρισης, λιγότερα τρεμοπαίγματα και μεγαλύτερη σταθερότητα όταν ο υπολογιστής σας λειτουργεί σε πλήρη ισχύ.
Η πολυδιεργασία είναι ένας από τους τομείς όπου αυτό είναι πιο αισθητό. Η ύπαρξη πολλαπλών πυρήνων και νημάτων επιτρέπει στο λειτουργικό σύστημα να κατανέμει εφαρμογές μεταξύ διαφορετικών λογικών CPU , έτσι ώστε ενώ η μία χειρίζεται έναν μακροσκελή υπολογισμό, οι άλλες να μπορούν να συνεχίσουν να ανταποκρίνονται στον χρήστη. Αυτό καθιστά δυνατό, για παράδειγμα, να παίζετε ένα παιχνίδι ενώ κάτι αποδίδεται στο παρασκήνιο ή να εγγράφετε βίντεο παιχνιδιού.
Στα βιντεοπαιχνίδια, οι περισσότεροι σύγχρονοι τίτλοι συνήθως έχουν καλή κλιμάκωση σε 4 ή 6 πυρήνες, και ορισμένα παιχνίδια υψηλής τεχνολογίας εκμεταλλεύονται 8 φυσικούς πυρήνες . Σε αυτές τις περιπτώσεις, εκτός από την κάρτα γραφικών, ο επεξεργαστής πρέπει να χειρίζεται τη φυσική, την τεχνητή νοημοσύνη, τη λογική του παιχνιδιού, τη δικτύωση και ούτω καθεξής. Η κατανομή αυτών των εργασιών σε πολλαπλούς πυρήνες και νήματα βοηθά στη διατήρηση πιο σταθερών ρυθμών καρέ, ειδικά σε πολύ απαιτητικές σκηνές.
Στη δημιουργία περιεχομένου, όπως η επαγγελματική επεξεργασία βίντεο, η τρισδιάστατη απόδοση ή η επεξεργασία φωτογραφιών μεγάλης κλίμακας, ο αριθμός των πυρήνων παίζει κρίσιμο ρόλο. Πολλές μηχανές απόδοσης, κωδικοποιητές βίντεο και επαγγελματικά εργαλεία έχουν σχεδιαστεί για να κλιμακώνονται σχεδόν γραμμικά με κάθε επιπλέον πυρήνα , επομένως η μετάβαση από 4 σε 8 πυρήνες μπορεί να μειώσει τους χρόνους εξαγωγής στο μισό υπό ορισμένα φόρτα εργασίας.
Σε περιβάλλοντα διακομιστών και σταθμών εργασίας, η διαχείριση δεκάδων χρηστών, εικονικών μηχανών ή ταυτόχρονων υπηρεσιών απαιτεί πολύ μεγάλο αριθμό πυρήνων , συχνά 16 ή περισσότερους. Κάθε υπηρεσία ή μηχάνημα μπορεί να έχει δεσμευμένους αρκετούς πυρήνες και νήματα και να έχει ακόμα χώρο για νέες εργασίες, αυξάνοντας σημαντικά τη συνολική χωρητικότητα του συστήματος.
Ωστόσο, είναι σημαντικό να θυμάστε ότι δεν αξιοποιούν όλα τα προγράμματα πλήρως τους πρόσθετους πυρήνες . Πολλά προγράμματα εξακολουθούν να βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε ένα μόνο κύριο νήμα (thread), επομένως η ταχύτητα κάθε πυρήνα (συχνότητα και απόδοση ανά κύκλο) παραμένει κρίσιμη. Ιδανικά, θα πρέπει να συνδυάσετε έναν λογικό αριθμό πυρήνων με μια καλή συχνότητα, χωρίς να επηρεάζεστε αποκλειστικά από την διαφημιστική εκστρατεία γύρω από τον αριθμό των νημάτων.
Έχοντας όλα αυτά κατά νου, είναι σαφές ότι οι πυρήνες και τα νήματα συνεργάζονται για να καθορίσουν την πραγματική συμπεριφορά της CPU : οι πυρήνες καθορίζουν πόσες ανεξάρτητες εργασίες μπορούν να διεκπεραιωθούν παράλληλα και τα νήματα επιτρέπουν την ανάλυση αυτών των εργασιών σε μικρότερα, καλύτερα συντονισμένα μέρη. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο κάθε στοιχείο συνδέεται μεταξύ τους σάς βοηθά να επιλέξετε τον σωστό επεξεργαστή και να αξιολογήσετε εάν η αναβάθμιση αξίζει πραγματικά τον κόπο με βάση τις καθημερινές σας εργασίες.
