CPU Core, Multi-Core, Thread, Core vs Threads, Hyper-Threading

Co je Concurrency nebo Single Core?

In OperaSouběžnost je definována jako schopnost systému spouštět dva nebo více programů v překrývajících se časových fázích.

Jak vidíte, v každém okamžiku je v provádění pouze jeden proces. Proto je souběžnost pouze zobecněnou aproximací skutečného paralelního provádění. Tento druh situace lze nalézt v systémech s jednojádrovým procesorem.

Co je paralelní spouštění nebo (multi-core)?

Při paralelním provádění jsou úlohy, které má proces provádět, rozděleny na dílčí části a více CPU (nebo více jader) zpracovává každou dílčí úlohu přesně ve stejnou dobu.

Jak vidíte, všechny procesy jsou v daném okamžiku v provádění. Ve skutečnosti jsou to dílčí úkoly procesu, které se provádějí paralelně, ale pro lepší pochopení si je můžete představit jako procesy.

Paralelismus je proto skutečným způsobem, kterým lze zpracovávat více úloh současně. Tento typ situace lze nalézt v systémech s vícejádrovými procesory, což zahrnuje téměř všechny moderní komerční procesory.

KLÍČOVÝ ROZDÍL

Jádra zvyšují množství práce vykonávané najednou, zatímco vlákna zlepšují propustnost a zrychlují výpočet.
Cores je skutečná hardwarová komponenta, zatímco vlákno je virtuální komponenta, která spravuje úlohy.
Jádra používají přepínání obsahu, zatímco vlákna používají více CPU pro provoz mnoha procesů.
Jádra vyžadují pouze jednotku zpracování signálu, zatímco vlákna vyžadují více jednotek zpracování.

Co je vlákno?

Vlákno je jednotka provádění souběžného programování. Multithreading je technika, která umožňuje CPU provádět mnoho úloh jednoho procesu současně. Tato vlákna se mohou spouštět jednotlivě a zároveň sdílet své prostředky.

Co je multithreading?

Multithreading se týká běžné úlohy, která spouští více vláken v rámci operačního systému. Může zahrnovat více systémových procesů.

Jak multithreading funguje?

Například většina moderních CPU podporuje multithreading. Jednoduchá aplikace na vašem smartphonu vám může poskytnout živou ukázku téhož.

Když otevřete aplikaci, která vyžaduje načtení některých dat z internetu, oblast obsahu aplikace je nahrazena číselníkem. To se bude otáčet, dokud nebudou data načtena a zobrazena.

Na pozadí jsou dvě vlákna:

Jeden stahující data ze sítě a
Jedno vykreslování GUI, které zobrazuje číselník

Obě tato vlákna se spouštějí jedno po druhém, aby vznikla iluze souběžného provádění.

Co je CPU Core?

Jádro CPU je součástí něčeho zásadního pro jeho existenci nebo charakter. Stejným způsobem v počítačovém systému je CPU také označováno jako jádro.

V zásadě existují dva typy základních procesorů:

Jednojádrový procesor
Vícejádrový procesor

Jaký je hlavní problém s jedním jádrem?

S Single Core jsou hlavně dva problémy.

Chcete-li provádět úkoly rychleji, musíte zvýšit čas hodin.
Zvýšení taktu zvyšuje spotřebu energie a odvod tepla na extrémně vysokou úroveň, což činí procesor neefektivním.

Řešení poskytované společností Multi-Core:

Vytvoření dvou nebo více jader na stejné matrici pro zvýšení výpočetního výkonu a zároveň udržení taktu na efektivní úrovni.
Procesor se dvěma jádry běžícími efektivní rychlostí může zpracovávat instrukce podobnou rychlostí jako jednojádrový procesor. Jeho takt je dvojnásobný, přesto vícejádrový proces spotřebovává méně energie.

Výhody vícejádrového procesoru

Zde jsou některé výhody vícejádrového procesoru:

Více tranzistorů na výběr
Kratší spojení
Nižší kapacita
Malý okruh může pracovat vysokou rychlostí

Rozdíl mezi jádrem a vlákny

parametry	Jádro	Vlákna
Definice	Jádra CPU znamenají skutečnou hardwarovou komponentu.	Vlákna odkazují na virtuální komponentu, která spravuje úlohy.
Proces	Úlohy jsou na CPU napájeny z vlákna. Proto přistupuje pouze k druhému vláknu, když informace odeslané prvním vláknem nejsou spolehlivé.	Existuje mnoho různých variant, jak může CPU interagovat s více vlákny.
Implementace	Dosaženo operací prokládání	Provedeno prostřednictvím žaloby na více CPU
Prospěch	Zvyšte množství vykonané práce najednou.	Zlepšení propustnosti, zrychlení výpočtu.
Využijte	Core využívá přepínání obsahu	Používá více CPU pro provoz mnoha procesů.
Potřebné zpracovatelské jednotky	Vyžaduje pouze jednotku zpracování signálu.	Vyžaduje více procesorových jednotek.
Příklad	Spuštění více aplikací současně.	Spuštění webového prohledávače na clusteru.

Co je Hyper-Threading?

Hyper-threading byl prvním pokusem společnosti Intel přinést paralelní výpočty do počítačů koncových uživatelů. Poprvé byl použit na stolních CPU s Pentiem 4 v roce 2002.

Pentium 4 v té době mělo pouze jedno jádro CPU. Proto provádí pouze jeden úkol a selhává při provádění jakéhokoli typu více operací.

Jeden procesor s hyper-threadingem se pro operační systém jeví jako dva logické procesory. V tomto případě je CPU jeden, ale operační systém bere v úvahu dva CPU pro každé jádro a hardware CPU má jedinou sadu spouštěcích prostředků pro každé jádro CPU.

Proto CPU předpokládá, že má více jader než má, a operační systém předpokládá dva CPU pro každé jedno jádro CPU.

Shrnutí

Vlákno je jednotka provádění souběžného programování.
Multithreading se týká běžné úlohy, která spouští více vláken v rámci operačního systému
Dnes mnoho moderních CPU podporuje multithreading
Hyper-threading byl prvním pokusem společnosti Intel přinést paralelní výpočty do počítačů koncových uživatelů.
Jádro CPU je součástí něčeho zásadního pro jeho existenci nebo charakter
V, OperaSouběžnost systému je definována jako schopnost systému spouštět dva nebo více programů v překrývajících se časových fázích.
Při paralelním provádění jsou úkoly, které má proces provádět, rozděleny do dílčích částí.
Hlavním problémem jednojádrového procesoru je to, že pro rychlejší provádění úkolů je třeba zvýšit čas hodin.
Vícejádro řeší tento problém vytvořením dvou nebo více jader na stejné matrici, aby se zvýšil výpočetní výkon, a také udržuje takt na efektivní úrovni.
Největší výhodou vícejádrového systému je, že vám pomůže vytvořit více tranzistorů podle výběru
Jádra CPU znamenají skutečnou hardwarovou komponentu, zatímco vlákna odkazují na virtuální komponentu, která spravuje úlohy.