Ядро процесора, багатоядерність, потоки, ядро ​​проти потоків, гіперпотоковість

Що таке паралелізм чи одноядерність?

In OperaУ системах паралелізм визначається як здатність системи виконувати дві або більше програм у часових фазах, що перекриваються.

Як бачите, у будь-який момент часу виконується лише один процес. Таким чином, паралелізм є лише узагальненим наближенням реального паралельного виконання. Таку ситуацію можна зустріти в системах з одноядерним процесором.

Що таке паралельне виконання або (багатоядерне)?

При паралельному виконанні завдання, які має виконати процес, розбиваються на підчастини, і кілька ЦП (або кілька ядер) обробляють кожне підзавдання точно в той самий час.

Як бачите, у будь-який момент часу всі процеси виконуються. Насправді це підзавдання процесу, які виконуються паралельно, але для кращого розуміння ви можете візуалізувати їх як процеси.

Таким чином, паралелізм є реальним способом, за допомогою якого кілька завдань можуть оброблятися одночасно. Такий тип ситуації можна зустріти в системах з багатоядерними процесорами, до яких належать майже всі сучасні комерційні процесори.

Що таке Thread?

Потік — це одиниця виконання одночасного програмування. Багатопотоковість — це техніка, яка дозволяє центральному процесору виконувати багато завдань одного процесу одночасно. Ці потоки можуть виконуватися окремо, спільно користуючись ресурсами.

Що таке багатопотоковість?

Багатопотоковість відноситься до загального завдання, яке запускає кілька потоків виконання в операційній системі. Він може включати кілька системних процесів.

Як працює багатопотоковість?

Наприклад, більшість сучасних ЦП підтримують багатопотоковість. Проста програма на вашому смартфоні може надати вам живу демонстрацію того самого.

Коли ви відкриваєте програму, яка потребує отримання певних даних з Інтернету, область вмісту програми замінюється поворотною кнопкою. Це обертатиметься, доки дані не будуть отримані та відображені.

На задньому плані є дві нитки:

• Один отримує дані з мережі та
• Один із них візуалізує графічний інтерфейс користувача, який відображає обертальну кнопку

Обидва ці потоки виконуються один за одним, щоб створити ілюзію одночасного виконання.

Що таке CPU Core?

Ядро ЦП є частиною чогось центрального для його існування чи характеру. Таким же чином у комп’ютерній системі центральний процесор також називають ядром.

В основному існує два типи ядра процесора:

1. Одноядерний процесор
2. Багатоядерний процесор

У чому головна проблема одноядерного?

Є в основному дві проблеми з Single Core.

• Щоб швидше виконувати завдання, потрібно збільшити час годинника.
• Збільшення тактової частоти збільшує енергоспоживання та розсіювання тепла до надзвичайно високого рівня, що робить процесор неефективним.

Рішення, надане Multi-Core:

• Створення двох чи більше ядер на одному кристалі для збільшення обчислювальної потужності, одночасно зберігаючи тактову частоту на ефективному рівні.
• Процесор із двома ядрами, що працюють на ефективній швидкості, може обробляти інструкції з такою ж швидкістю, як і одноядерний процесор. Його тактова частота в два рази, але багатоядерний процес споживає менше енергії.

Переваги багатоядерного процесора

Ось деякі переваги багатоядерного процесора:

• Більше транзисторів на вибір
• Коротші з'єднання
• Менша ємність
• Невелика схема може працювати на швидкій швидкості

Різниця між Core і Threads

параметри	Core	Threads
Визначення	Ядра ЦП означають фактичний апаратний компонент.	Потоки відносяться до віртуального компонента, який керує завданнями.
Процес	ЦП отримує завдання з потоку. Тому він звертається до другого потоку лише тоді, коли інформація, надіслана першим потоком, не є надійною.	Існує багато різних варіантів того, як центральний процесор може взаємодіяти з кількома потоками.
Реалізація	Досягається за допомогою операції чергування	Виконується через судові процеси з кількома ЦП
Користь	Збільште обсяг роботи, що виконується за раз.	Покращення пропускної здатності, прискорення обчислень.
Використовувати	Core використовує перемикання вмісту	Використовує кілька ЦП для виконання багатьох процесів.
Необхідні блоки обробки	Потрібен лише блок обробки сигналів.	Вимагає кількох процесорів.
Приклад	Запуск кількох програм одночасно.	Запуск веб-сканера в кластері.

Що таке Hyper-Threading?

Гіперпотоковість була першою спробою Intel запровадити паралельні обчислення на ПК кінцевих користувачів. Вперше він був використаний на настільних процесорах з Pentium 4 у 2002 році.

У той час Pentium 4 мав лише одне ядро. Таким чином, він виконує лише одне завдання і не може виконати жодного типу кількох операцій.

Один ЦП із гіперпотоковістю виглядає як два логічних ЦП для операційної системи. У цьому випадку ЦП один, але ОС розглядає два ЦП для кожного ядра, а обладнання ЦП має єдиний набір ресурсів виконання для кожного ядра ЦП.

Таким чином, ЦП припускає, що він має кілька ядер, а операційна система передбачає два ЦП для кожного окремого ядра ЦП.

Підсумки

• Потік — це одиниця виконання одночасного програмування.
• Багатопотоковість відноситься до загального завдання, яке запускає кілька потоків виконання в операційній системі
• Сьогодні багато сучасних ЦП підтримують багатопотоковість
• Гіперпотоковість була першою спробою Intel запровадити паралельні обчислення на ПК кінцевих користувачів.
• Ядро ЦП є частиною чогось центрального для його існування чи характеру
• В, OperaПаралельність системи визначається як здатність системи виконувати дві або більше програм у фазах часу, що перекриваються.
• При паралельному виконанні завдання, які має виконати процес, розбиваються на підчастини.
• Основна проблема одноядерного процесора полягає в тому, що для того, щоб швидше виконувати завдання, потрібно збільшити тактовий час.
• Багатоядерність вирішує цю проблему, створюючи два або більше ядер на одному кристалі для збільшення обчислювальної потужності, а також підтримує тактову частоту на ефективному рівні.
• Найбільша перевага багатоядерної системи полягає в тому, що вона допомагає вам створювати більше транзисторів на вибір
• Ядра процесора означають фактичний апаратний компонент, тоді як потоки відносяться до віртуального компонента, який керує завданнями.