CPU Core, Multi-Core, Thread, Core vs Threads, Hyper-Threading
Hvad er Concurrency eller Single Core?
In OperaTing Systems, er samtidighed defineret som et systems evne til at køre to eller flere programmer i overlappende tidsfaser.

Som du kan se, er der til enhver tid kun én proces under udførelse. Derfor er samtidighed kun en generaliseret tilnærmelse af reel parallel udførelse. Denne form for situation kan findes i systemer med en enkeltkerneprocessor.
Hvad er Parallel Execution eller (Multi-Core)?
Ved parallel udførelse er de opgaver, der skal udføres af en proces, opdelt i underdele, og flere CPU'er (eller flere kerner) behandler hver underopgave på præcis samme tid.
Som du kan se, er alle processer til enhver tid i gang. I virkeligheden er det delopgaverne i en proces, der udføres parallelt, men for bedre forståelse kan du visualisere dem som processer.
Derfor er parallelisme den rigtige måde, hvorpå flere opgaver kan behandles på samme tid. Denne type situation kan findes i systemer med multicore-processorer, som omfatter næsten alle moderne, kommercielle processorer.
Nøgleforskel
- Kerner øger mængden af arbejde, der udføres ad gangen, hvorimod tråde forbedrer gennemløbet og øger beregningshastigheden.
- Kerner er en egentlig hardwarekomponent, hvorimod tråd er en virtuel komponent, der styrer opgaverne.
- Kerner bruger indholdsskift, mens tråde bruger flere CPU'er til at betjene adskillige processer.
- Kerner kræver kun en signalbehandlingsenhed, hvorimod tråde kræver flere behandlingsenheder.
Hvad er tråd?
En tråd er en enhed for udførelse ved samtidig programmering. Multithreading er en teknik, der gør det muligt for en CPU at udføre mange opgaver i en proces på samme tid. Disse tråde kan udføres individuelt, mens de deler deres ressourcer.
Hvad er multithreading?
Multithreading refererer til den fælles opgave, der kører flere udførelsestråde i et operativsystem. Det kan omfatte flere systemprocesser.
Hvordan fungerer multithreading?
For eksempel understøtter de fleste moderne CPU'er multithreading. En simpel app på din smartphone kan give dig en live demo af det samme.
Når du åbner en app, der kræver, at nogle data skal hentes fra internettet, erstattes appens indholdsområde af en spinner. Dette vil rotere, indtil dataene er hentet og vist.
I baggrunden er der to tråde:
- Man henter dataene fra et netværk, og
- En, der gengiver den GUI, der viser spinneren
Begge disse tråde udføres den ene efter den anden for at give en illusion af samtidig udførelse.
Hvad er CPU Core?
En CPU-kerne er den del af noget, der er centralt for dets eksistens eller karakter. På samme måde i computersystemet omtales CPU'en også som kernen.
Der er grundlæggende to typer kerneprocessorer:
- Single-Core processor
- Multi-Core processor
Hvad er hovedproblemet med Single Core?
Der er hovedsageligt to problemer med Single Core.
- For at udføre opgaverne hurtigere skal du øge urtiden.
- Forøgelse af klokketiden øger strømforbruget og varmeafledningen til et ekstremt højt niveau, hvilket gør processoren ineffektiv.
Løsningen leveret af Multi-Core:
- Oprettelse af to kerner eller flere på den samme matrice for at øge processorkraften, mens det også holder clockhastigheden på et effektivt niveau.
- En processor med to kerner, der kører en effektiv hastighed, kan behandle instruktioner med samme hastighed som single-core processoren. Dens urhastighed er to gange, men multicore-processen bruger mindre energi.
Fordele ved multi-core processor
Her er nogle fordele ved multicore-processoren:
- Flere transistorer efter valg
- Kortere forbindelser
- Lavere kapacitans
- Et lille kredsløb kan arbejde med høj hastighed
Forskellen mellem kerne vs. tråde
parametre | Core | Tråde |
---|---|---|
Definition | CPU-kerner betyder den faktiske hardwarekomponent. | Tråde refererer til den virtuelle komponent, som styrer opgaverne. |
Proces | CPU'en tilføres opgaver fra en tråd. Derfor får den kun adgang til den anden tråd, når informationen sendt af den første tråd ikke er pålidelig. | Der er mange forskellige variationer af, hvordan CPU kan interagere med flere tråde. |
Implementering | Opnås gennem interleaving operation | Udført ved at sagsøge flere CPU'er |
Fordel | Øg mængden af udført arbejde ad gangen. | Forbedre gennemløb, beregningshastighed. |
Gøre brug af | Core bruger indholdsskift | Bruger flere CPU'er til drift af adskillige processer. |
Bearbejdningsenheder påkrævet | Kræver kun signalbehandlingsenhed. | Kræver flere behandlingsenheder. |
Eksempel | Kører flere applikationer på samme tid. | Kører webcrawler på en klynge. |
Hvad er Hyper-Threading?
Hyper-threading var Intels første forsøg på at bringe parallel beregning til slutbrugerens pc'er. Det blev først brugt på desktop-CPU'er med Pentium 4 i 2002.
Pentium 4'erne på det tidspunkt havde kun en enkelt CPU-kerne. Derfor udfører den kun en enkelt opgave og undlader at udføre nogen form for flere operationer.
En enkelt CPU med hyper-threading vises som to logiske CPU'er for et operativsystem. I dette tilfælde er CPU'en enkelt, men operativsystemet betragter to CPU'er for hver kerne, og CPU-hardware har et enkelt sæt eksekveringsressourcer for hver CPU-kerne.
Derfor antager CPU'en, at den har flere kerner, end den gør, og operativsystemet antager to CPU'er for hver enkelt CPU-kerne.
Resumé
- En tråd er en enhed for udførelse ved samtidig programmering.
- Multithreading refererer til den fælles opgave, der kører flere udførelsestråde i et operativsystem
- I dag understøtter mange moderne CPU'er multithreading
- Hyper-threading var Intels første forsøg på at bringe parallel beregning til slutbrugerens pc'er.
- En CPU-kerne er den del af noget, der er centralt for dets eksistens eller karakter
- I, Operating System samtidighed er defineret som et systems evne til at køre to eller flere programmer i overlappende tidsfaser.
- Ved parallel udførelse er de opgaver, der skal udføres af en proces, opdelt i underdele.
- Hovedproblemet med single-core processor er, at for at udføre opgaverne hurtigere, skal du øge urtiden.
- Multicore løser dette problem ved at skabe to kerner eller flere på den samme matrice for at øge processorkraften, og det holder også clockhastigheden på et effektivt niveau.
- Den største fordel ved multicore-systemet er, at det hjælper dig med at skabe flere transistorer efter valg
- CPU-kernerne betyder den faktiske hardwarekomponent, mens tråde refererer til den virtuelle komponent, der styrer opgaverne.