CPU tuum, mitmetuumaline, lõim, tuum vs lõimed, hüperlõime

Mis on samaaegsus või ühetuumaline?

In OperaSamaaegsust defineeritakse kui süsteemi võimet käitada kahte või enamat programmi kattuvates ajafaasides.

Samaaegsus või ühetuumaline
Samaaegne täitmine aja lõikamisega

Nagu näete, on igal ajahetkel täitmisel ainult üks protsess. Seetõttu on samaaegsus vaid tegeliku paralleelkäivituse üldistatud lähendus. Sellist olukorda võib leida ühetuumalise protsessoriga süsteemides.

Mis on paralleelkäivitus või (mitmetuumaline)?

Paralleelsel täitmisel jaotatakse protsessi poolt täidetavad ülesanded alamosadeks ja mitu CPU-d (või mitu tuuma) töötlevad iga alamülesannet täpselt samal ajal.

Paralleelne täitmine
Paralleelne täitmine

Nagu näete, on kõik protsessid igal ajahetkel täitmisel. Tegelikkuses täidetakse paralleelselt protsessi alamülesandeid, kuid paremaks mõistmiseks saate neid protsessidena visualiseerida.

Seetõttu on paralleelsus tõeline viis, kuidas saab korraga töödelda mitut ülesannet. Seda tüüpi olukordi võib leida mitmetuumaliste protsessoritega süsteemides, mis hõlmavad peaaegu kõiki kaasaegseid kaubanduslikke protsessoreid.

PÕHISED erinevused

  • Tuumad suurendavad korraga tehtava töö hulka, lõimed aga läbilaskevõimet ja arvutuskiirust.
  • Tuumad on tegelik riistvarakomponent, lõime aga virtuaalne komponent, mis haldab ülesandeid.
  • Tuumad kasutavad sisu vahetamist, samas kui lõimed kasutavad paljude protsesside käitamiseks mitut protsessorit.
  • Südamikud vajavad ainult signaalitöötlusüksust, keermed aga mitut töötlemisüksust.

Mis on niit?

Lõim on samaaegse programmeerimise täitmisüksus. Multithreading on tehnika, mis võimaldab CPU-l täita ühe protsessi paljusid ülesandeid korraga. Neid lõime saab ressursse jagades eraldi käivitada.

Mis on multithreading?

Mitme lõimega töötamine viitab ühisele ülesandele, mis käitab operatsioonisüsteemis mitut täitmislõimi. See võib hõlmata mitut süsteemiprotsessi.

Kuidas mitmekeermestamine töötab?

Näiteks enamik kaasaegseid protsessoreid toetab multithreadingut. Lihtne rakendus teie nutitelefonis võib anda teile sama reaalajas demo.

Kui avate rakenduse, mis nõuab Internetist teatud andmete toomist, asendatakse rakenduse sisuala spinneriga. See pöörleb, kuni andmed hangitakse ja kuvatakse.

Taustal on kaks lõime:

  • Üks võrgust andmete toomine ja
  • Üks, mis renderdab ketrust kuvavat GUI-d

Mõlemad lõimed käivituvad üksteise järel, et luua illusioon samaaegsest täitmisest.

Mis on CPU Core?

Protsessori tuum on osa millestki, mis on selle olemasolu või olemuse jaoks keskne. Samamoodi arvutisüsteemis nimetatakse protsessorit ka tuumaks.

Põhiliselt on kahte tüüpi põhiprotsessoreid:

  1. Ühetuumaline protsessor
  2. Mitmetuumaline protsessor

Mis on ühetuumalise põhiprobleem?

Single Core'iga on peamiselt kaks probleemi.

  • Ülesannete kiiremaks täitmiseks peate kellaaega suurendama.
  • Kellaaja suurendamine suurendab voolutarbimist ja soojuse hajumist ülikõrgele tasemele, mis muudab protsessori ebaefektiivseks.

Multi-Core'i pakutav lahendus:

  • Kahe või enama tuuma loomine samale matriitsile, et suurendada töötlemisvõimsust, hoides samal ajal ka taktsagedust tõhusal tasemel.
  • Efektiivse kiirusega kahetuumaline protsessor suudab töödelda juhiseid ühetuumalise protsessoriga sarnase kiirusega. Selle taktsagedus on kaks korda suurem, kuid mitmetuumaline protsess tarbib vähem energiat.

Mitmetuumalise protsessori eelised

Siin on mõned mitmetuumalise protsessori eelised:

  • Rohkem transistore valiku kohta
  • Lühemad ühendused
  • Madalam mahtuvus
  • Väike ahel võib töötada suurel kiirusel

Erinevus Core vs Threads vahel

parameetrid tuum Teemad
Määratlus Protsessori tuumad tähendavad tegelikku riistvarakomponenti. Lõimed viitavad virtuaalsele komponendile, mis haldab ülesandeid.
Protsess CPU-le antakse ülesanded lõimest. Seetõttu pääseb see teisele lõimele juurde ainult siis, kui esimese lõime saadetud teave pole usaldusväärne. Selle kohta, kuidas CPU suudab mitme lõimega suhelda, on palju erinevaid variante.
Täitmine Saavutatud interleaving operatsiooniga Teostatakse mitme protsessori kohtusse kaevamise kaudu
Kasu Suurendage korraga tehtud töö mahtu. Parandage läbilaskevõimet, arvutuskiirust.
Kasutage seda Core kasutab sisu vahetamist Kasutab arvukate protsesside käitamiseks mitut protsessorit.
Nõutavad töötlemisüksused Nõuab ainult signaalitöötlusüksust. Nõuab mitut töötlemisüksust.
Näide Mitme rakenduse samaaegne käivitamine. Veebiroomaja käitamine klastris.

Mis on hüperkeermestamine?

Hüperkeermestamine oli Inteli esimene katse tuua paralleelarvutus lõppkasutajate arvutitesse. Esimest korda kasutati seda lauaarvutite protsessorites koos Pentium 4-ga 2002. aastal.

Pentium 4-l oli tol ajal ainult üks protsessorituum. Seetõttu täidab see ainult ühte ülesannet ja ei suuda sooritada ühtegi tüüpi mitut toimingut.

Üks hüperkeermega protsessor kuvatakse operatsioonisüsteemi kahe loogilise protsessorina. Sel juhul on protsessor üks, kuid OS arvestab iga tuuma jaoks kahte CPU-d ja CPU riistvaral on iga protsessori tuuma jaoks üks täitmisressursside komplekt.

Seetõttu eeldab CPU, et sellel on mitu tuuma, ja operatsioonisüsteem eeldab iga CPU tuuma jaoks kahte protsessorit.

kokkuvõte

  • Lõim on samaaegse programmeerimise täitmisüksus.
  • Mitme lõimega töötamine viitab ühisele ülesandele, mis käitab operatsioonisüsteemis mitut täitmislõimi
  • Tänapäeval toetavad paljud kaasaegsed protsessorid multithreadingut
  • Hüperkeermestamine oli Inteli esimene katse tuua paralleelarvutus lõppkasutajate arvutitesse.
  • Protsessori tuum on osa millestki, mis on selle olemasolu või olemuse jaoks keskne
  • Aastal OperaSüsteemi samaaegsus on defineeritud kui süsteemi võime käitada kahte või enamat programmi kattuvates ajafaasides.
  • Paralleelsel täitmisel jagatakse protsessi poolt täidetavad ülesanded alaosadeks.
  • Ühetuumalise protsessori põhiprobleem on see, et ülesannete kiiremaks täitmiseks peate kellaaega suurendama.
  • Mitmetuumaline lahendus lahendab selle probleemi, luues töötlemisvõimsuse suurendamiseks samale matriitsile kaks või enam südamikku ning hoiab ka taktsageduse tõhusal tasemel.
  • Mitmetuumalise süsteemi suurim eelis on see, et see aitab teil iga valiku kohta luua rohkem transistore
  • Protsessori tuumad tähendavad tegelikku riistvarakomponenti, lõimed aga virtuaalset komponenti, mis haldab ülesandeid.