CPU mag, többmagos, szál, mag vs szál, hiperszál

Mi a párhuzamosság vagy az egymagos?

In OperaAz egyidejűség a rendszer azon képessége, hogy két vagy több programot átfedő időfázisokban futtasson.

Amint láthatja, egy adott időpontban csak egy folyamat van folyamatban. Ezért a párhuzamosság csak egy általánosított közelítése a valós párhuzamos végrehajtásnak. Ez a fajta helyzet az egymagos processzorral rendelkező rendszerekben található.

Mi az a párhuzamos végrehajtás vagy (többmagos)?

A párhuzamos végrehajtás során a folyamat által végrehajtandó feladatok alrészekre vannak bontva, és több CPU (vagy több mag) pontosan ugyanabban az időben dolgozza fel az egyes részfeladatokat.

Amint láthatja, bármikor, minden folyamat végrehajtás alatt áll. Valójában egy folyamat részfeladatai párhuzamosan futnak, de a jobb megértés érdekében ezeket folyamatként is megjelenítheti.

Ezért a párhuzamosság az igazi módja annak, hogy több feladatot egyszerre lehet feldolgozni. Ez a fajta helyzet a többmagos processzorral rendelkező rendszerekben fordul elő, amelyek szinte minden modern, kereskedelmi forgalomban lévő processzort tartalmaznak.

Mi az a Thread?

A szál a párhuzamos programozás végrehajtási egysége. A multithreading egy olyan technika, amely lehetővé teszi a CPU számára, hogy egy folyamat több feladatát egyszerre hajtsa végre. Ezek a szálak egyenként is végrehajthatók, miközben megosztják erőforrásaikat.

Mi az a Multithreading?

A többszálú művelet arra a közös feladatra utal, amely több végrehajtási szálat futtat egy operációs rendszeren belül. Több rendszerfolyamatot is tartalmazhat.

Hogyan működik a multithreading?

Például a legtöbb modern CPU támogatja a többszálú feldolgozást. Egy egyszerű alkalmazás az okostelefonon ugyanazt az élő bemutatót nyújthatja.

Amikor megnyit egy alkalmazást, amelyhez adatok lekérése az internetről, az alkalmazás tartalmi területét egy pörgető váltja fel. Ez addig forog, amíg az adatokat le nem kéri és meg nem jelenik.

A háttérben két szál van:

• Az egyik lekéri az adatokat a hálózatról, és
• Az egyik, amely a fonót megjelenítő grafikus felhasználói felületet jeleníti meg

Mindkét szál egymás után fut, hogy az egyidejű végrehajtás illúzióját keltse.

Mi az a CPU Core?

A CPU mag valaminek a létezésében vagy jellegében központi része. Ugyanígy a számítógépes rendszerben a CPU-t magnak is nevezik.

Alapvetően kétféle processzor létezik:

1. Egymagos processzor
2. Többmagos processzor

Mi az egymagos fő probléma?

Főleg két probléma van a Single Core-val.

• A feladatok gyorsabb végrehajtásához növelni kell az órát.
• Az órajel növelése rendkívül magas szintre növeli az energiafogyasztást és a hőleadást, ami miatt a processzor nem hatékony.

A Multi-Core által biztosított megoldás:

• Két vagy több mag létrehozása ugyanazon a szerszámon a feldolgozási teljesítmény növelése érdekében, miközben az órajelet is hatékony szinten tartja.
• A hatékony sebességű kétmagos processzor az egymagos processzorhoz hasonló sebességgel tudja feldolgozni az utasításokat. Az órajele kétszeres, a többmagos folyamat mégis kevesebb energiát fogyaszt.

A többmagos processzor előnyei

Íme a többmagos processzor előnyei:

• Több tranzisztor választásonként
• Rövidebb kapcsolatok
• Kisebb kapacitás
• Egy kis áramkör nagy sebességgel tud működni

Különbség a Core és a szálak között

paraméterek	Mag	Szálak
Meghatározás	A CPU magok a tényleges hardverkomponenst jelentik.	A szálak a feladatokat kezelő virtuális összetevőre utalnak.
folyamat	A CPU egy szálból táplálja a feladatokat. Ezért csak akkor fér hozzá a második szálhoz, ha az első szál által küldött információ nem megbízható.	Számos változata létezik annak, hogy a CPU hogyan tud kölcsönhatásba lépni több szállal.
Implementáció	Interleaving művelettel érhető el	Több CPU perelésével hajtják végre
Előny	Növelje az egyszerre elvégzett munka mennyiségét.	Az átviteli sebesség javítása, a számítási sebesség növelése.
Kihasználni	A Core tartalomváltást használ	Több CPU-t használ számos folyamat működtetéséhez.
Feldolgozó egységek szükségesek	Csak jelfeldolgozó egység szükséges.	Több feldolgozóegységet igényel.
Példa	Több alkalmazás egyidejű futtatása.	Webrobot futtatása egy fürtön.

Mi az a Hyper-Threading?

A Hyper-threading volt az Intel első próbálkozása a párhuzamos számítások végfelhasználói számítógépein történő megvalósítására. Először 4-ben használták asztali CPU-kon a Pentium 2002-el.

A Pentium 4 akkoriban csak egyetlen CPU magot tartalmazott. Ezért csak egyetlen feladatot hajt végre, és nem tud több műveletet végrehajtani.

Egyetlen hiperszálas CPU két logikai CPU-ként jelenik meg az operációs rendszerben. Ebben az esetben a CPU egyetlen, de az operációs rendszer két CPU-t vesz figyelembe minden maghoz, és a CPU hardverének egyetlen végrehajtási erőforráskészlete van minden CPU maghoz.

Ezért a CPU azt feltételezi, hogy több magja van, és az operációs rendszer minden egyes CPU maghoz két CPU-t feltételez.

Összegzésként

• A szál a párhuzamos programozás végrehajtási egysége.
• A többszálú művelet arra a közös feladatra utal, amely több végrehajtási szálat futtat egy operációs rendszeren belül
• Manapság sok modern CPU támogatja a többszálú feldolgozást
• A Hyper-threading volt az Intel első próbálkozása, hogy párhuzamos számításokat vigyen át a végfelhasználói számítógépekre.
• A CPU mag valaminek a létezésében vagy jellegében központi része
• Ban ben, OperaA rendszer egyidejűsége a rendszer azon képessége, hogy két vagy több programot átfedő időfázisokban futtasson.
• A párhuzamos végrehajtás során alrészekre bontják a folyamat által elvégzendő feladatokat.
• Az egymagos processzorok fő problémája az, hogy a feladatok gyorsabb végrehajtásához növelni kell az órajelet.
• A többmagos megoldás úgy oldja meg ezt a problémát, hogy két vagy több magot hoz létre ugyanazon a szerszámon a feldolgozási teljesítmény növelése érdekében, és az órajelet is hatékony szinten tartja.
• A többmagos rendszer legnagyobb előnye, hogy választásonként több tranzisztort hozhat létre
• A CPU magok a tényleges hardverkomponenst jelentik, míg a szálak a feladatokat kezelő virtuális összetevőt jelentik.