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

Τι είναι το Concurrency ή Single Core;

In OperaΣτα συστήματα, η ταυτόχρονη ορίζεται ως η ικανότητα ενός συστήματος να εκτελεί δύο ή περισσότερα προγράμματα σε επικαλυπτόμενες χρονικές φάσεις.

Όπως μπορείτε να δείτε, ανά πάσα στιγμή, υπάρχει μόνο μία διαδικασία σε εκτέλεση. Επομένως, η ταυτόχρονη είναι μόνο μια γενικευμένη προσέγγιση της πραγματικής παράλληλης εκτέλεσης. Αυτό το είδος κατάστασης μπορεί να βρεθεί σε συστήματα που διαθέτουν επεξεργαστή ενός πυρήνα.

Τι είναι η Παράλληλη Εκτέλεση ή (Πολυπύρηνα);

Σε παράλληλη εκτέλεση, οι εργασίες που πρέπει να εκτελεστούν από μια διεργασία αναλύονται σε υποτμήματα και πολλές CPU (ή πολλαπλοί πυρήνες) επεξεργάζονται κάθε δευτερεύουσα εργασία την ίδια ακριβώς στιγμή.

Όπως μπορείτε να δείτε, ανά πάσα στιγμή, όλες οι διεργασίες εκτελούνται. Στην πραγματικότητα, είναι οι δευτερεύουσες εργασίες μιας διεργασίας που εκτελούνται παράλληλα, αλλά για καλύτερη κατανόηση, μπορείτε να τις απεικονίσετε ως διεργασίες.

Επομένως, ο παραλληλισμός είναι ο πραγματικός τρόπος με τον οποίο μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία πολλαπλές εργασίες ταυτόχρονα. Αυτός ο τύπος κατάστασης μπορεί να βρεθεί σε συστήματα με πολυπύρηνες επεξεργαστές, οι οποίοι περιλαμβάνουν σχεδόν όλους τους σύγχρονους, εμπορικούς επεξεργαστές.

Τι είναι το Thread;

Ένα νήμα είναι μια μονάδα εκτέλεσης σε ταυτόχρονο προγραμματισμό. Το Multithreading είναι μια τεχνική που επιτρέπει σε μια CPU να εκτελεί πολλές εργασίες μιας διεργασίας ταυτόχρονα. Αυτά τα νήματα μπορούν να εκτελεστούν μεμονωμένα ενώ μοιράζονται τους πόρους τους.

Τι είναι το Multithreading;

Το Multithreading αναφέρεται στην κοινή εργασία που εκτελεί πολλαπλά νήματα εκτέλεσης μέσα σε ένα λειτουργικό σύστημα. Μπορεί να περιλαμβάνει πολλαπλές διαδικασίες συστήματος.

Πώς λειτουργεί το Multithreading;

Για παράδειγμα, οι περισσότερες σύγχρονες CPU υποστηρίζουν multithreading. Μια απλή εφαρμογή στο smartphone σας μπορεί να σας προσφέρει μια ζωντανή επίδειξη της ίδιας.

Όταν ανοίγετε μια εφαρμογή που απαιτεί τη λήψη ορισμένων δεδομένων από το Διαδίκτυο, η περιοχή περιεχομένου της εφαρμογής αντικαθίσταται από έναν περιστρεφόμενο. Αυτό θα περιστρέφεται μέχρι να ληφθούν και να εμφανιστούν τα δεδομένα.

Στο παρασκήνιο, υπάρχουν δύο νήματα:

• Ένα που λαμβάνει τα δεδομένα από ένα δίκτυο και
• Ένα που αποδίδει το GUI που εμφανίζει το spinner

Και τα δύο αυτά νήματα εκτελούνται το ένα μετά το άλλο για να δώσουν την ψευδαίσθηση της ταυτόχρονης εκτέλεσης.

Τι είναι ο πυρήνας της CPU;

Ένας πυρήνας CPU είναι το μέρος κάτι που είναι κεντρικό για την ύπαρξη ή τον χαρακτήρα του. Με τον ίδιο τρόπο στο σύστημα υπολογιστών, η CPU αναφέρεται επίσης ως ο πυρήνας.

Υπάρχουν βασικά δύο τύποι επεξεργαστών πυρήνα:

1. Επεξεργαστής ενός πυρήνα
2. Πολυπύρηνος επεξεργαστής

Ποιο είναι το κύριο ζήτημα με τον Single Core;

Υπάρχουν κυρίως δύο ζητήματα με τον Single Core.

• Για να εκτελέσετε τις εργασίες πιο γρήγορα, πρέπει να αυξήσετε την ώρα του ρολογιού.
• Η αύξηση του χρόνου ρολογιού αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας και την απαγωγή θερμότητας σε εξαιρετικά υψηλό επίπεδο, γεγονός που καθιστά τον επεξεργαστή αναποτελεσματικό.

Η λύση που παρέχεται από το Multi-Core:

• Δημιουργία δύο ή περισσότερων πυρήνων στο ίδιο καλούπι για να αυξηθεί η επεξεργαστική ισχύς, ενώ παράλληλα διατηρεί την ταχύτητα του ρολογιού σε αποτελεσματικό επίπεδο.
• Ένας επεξεργαστής με δύο πυρήνες με αποδοτική ταχύτητα μπορεί να επεξεργαστεί οδηγίες με παρόμοια ταχύτητα με τον μονοπύρηνο επεξεργαστή. Η ταχύτητα ρολογιού του είναι διπλάσια, ωστόσο η διαδικασία πολλαπλών πυρήνων καταναλώνει λιγότερη ενέργεια.

Πλεονεκτήματα του επεξεργαστή πολλαπλών πυρήνων

Ακολουθούν ορισμένα πλεονεκτήματα του πολυπύρηνου επεξεργαστή:

• Περισσότερο τρανζίστορ ανά επιλογή
• Συντομότερες συνδέσεις
• Χαμηλότερη χωρητικότητα
• Ένα μικρό κύκλωμα μπορεί να λειτουργήσει με γρήγορη ταχύτητα

Διαφορά μεταξύ Core και Threads

παράμετροι	πυρήνας	Θέματα
Ορισμός	Οι πυρήνες CPU σημαίνουν το πραγματικό στοιχείο υλικού.	Τα νήματα αναφέρονται στο εικονικό στοιχείο που διαχειρίζεται τις εργασίες.
Διαδικασία	Η CPU τροφοδοτείται με εργασίες από ένα νήμα. Επομένως, έχει πρόσβαση στο δεύτερο νήμα μόνο όταν οι πληροφορίες που αποστέλλονται από το πρώτο νήμα δεν είναι αξιόπιστες.	Υπάρχουν πολλές διαφορετικές παραλλαγές του τρόπου με τον οποίο η CPU μπορεί να αλληλεπιδράσει με πολλά νήματα.
Εκτέλεση	Επιτυγχάνεται μέσω της λειτουργίας παρεμβολής	Εκτελείται μέσω αγωγής πολλαπλών CPU'S
Όφελος	Αυξήστε τον όγκο της εργασίας που ολοκληρώνεται κάθε φορά.	Βελτίωση απόδοσης, υπολογιστική επιτάχυνση.
Κάνουν χρήση του	Ο πυρήνας χρησιμοποιεί εναλλαγή περιεχομένου	Χρησιμοποιεί πολλαπλές CPU για τη λειτουργία πολλών διεργασιών.
Απαιτούνται μονάδες επεξεργασίας	Απαιτεί μόνο μονάδα διεργασίας σήματος.	Απαιτεί πολλαπλές μονάδες επεξεργασίας.
Παράδειγμα	Εκτέλεση πολλαπλών εφαρμογών ταυτόχρονα.	Εκτέλεση προγράμματος ανίχνευσης ιστού σε ένα σύμπλεγμα.

Τι είναι το Hyper-Threading;

Το Hyper-threading ήταν η πρώτη προσπάθεια της Intel να φέρει παράλληλους υπολογισμούς στους υπολογιστές του τελικού χρήστη. Χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά σε επιτραπέζιους επεξεργαστές με τον Pentium 4 το 2002.

Τα Pentium 4 εκείνη την εποχή είχαν μόνο έναν πυρήνα CPU. Επομένως, εκτελεί μόνο μία εργασία και αποτυγχάνει να εκτελέσει οποιονδήποτε τύπο πολλαπλών λειτουργιών.

Μια μεμονωμένη CPU με υπερ-νηματοποίηση εμφανίζεται ως δύο λογικές CPU για ένα λειτουργικό σύστημα. Σε αυτήν την περίπτωση, η CPU είναι απλή, αλλά το λειτουργικό σύστημα λαμβάνει υπόψη δύο CPU για κάθε πυρήνα και το υλικό της CPU έχει ένα ενιαίο σύνολο πόρων εκτέλεσης για κάθε πυρήνα CPU.

Επομένως, η CPU υποθέτει ότι έχει πολλούς πυρήνες από ό,τι έχει και το λειτουργικό σύστημα υποθέτει δύο CPU για κάθε μεμονωμένο πυρήνα CPU.

Σύνοψη

• Ένα νήμα είναι μια μονάδα εκτέλεσης σε ταυτόχρονο προγραμματισμό.
• Το Multithreading αναφέρεται στην κοινή εργασία που εκτελεί πολλαπλά νήματα εκτέλεσης μέσα σε ένα λειτουργικό σύστημα
• Σήμερα πολλές σύγχρονες CPU υποστηρίζουν multithreading
• Το Hyper-threading ήταν η πρώτη προσπάθεια της Intel να φέρει παράλληλους υπολογισμούς στους υπολογιστές του τελικού χρήστη.
• Ένας πυρήνας CPU είναι το μέρος κάτι που είναι κεντρικό για την ύπαρξη ή τον χαρακτήρα του
• Σε, OperaΗ ταυτόχρονη λειτουργία συστήματος ορίζεται ως η ικανότητα ενός συστήματος να εκτελεί δύο ή περισσότερα προγράμματα σε επικαλυπτόμενες χρονικές φάσεις.
• Κατά την παράλληλη εκτέλεση, οι εργασίες που πρέπει να εκτελεστούν από μια διεργασία αναλύονται σε υποτμήματα.
• Το κύριο ζήτημα του επεξεργαστή ενός πυρήνα είναι ότι για να εκτελούνται οι εργασίες πιο γρήγορα, πρέπει να αυξήσετε την ώρα του ρολογιού.
• Το Multicore επιλύει αυτό το πρόβλημα δημιουργώντας δύο ή περισσότερους πυρήνες στο ίδιο καλούπι για να αυξήσει την ισχύ επεξεργασίας και διατηρεί επίσης την ταχύτητα του ρολογιού σε αποτελεσματικό επίπεδο.
• Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του συστήματος πολλαπλών πυρήνων είναι ότι σας βοηθά να δημιουργήσετε περισσότερα τρανζίστορ ανά επιλογή
• Οι πυρήνες της CPU σημαίνουν το πραγματικό στοιχείο υλικού, ενώ τα νήματα αναφέρονται στο εικονικό στοιχείο που διαχειρίζεται τις εργασίες.