Багатоядерні процесори: принципи роботи

Відео: Пристрій і принцип роботи процесора частина 3

Ще років п`ять-шість тому мало хто знав про впровадження багатоядерних процесорів, хоча дані пристрої вже використовувалися в серверних системах. Комплектація ж даними елементами персональних комп`ютерів почалася в 2005 році.

Що ж дають багатоядерні процесори в плані підвищення продуктивності комп`ютера?

Принцип збільшення потужності пристрою за рахунок роботи декількох ядер полягає в поділі вирішення завдань. В узагальненому вигляді можна сказати, що будь-який процес, запущений в системі, володіє декількома потоками. При можливості одночасної роботи декількох додатків (процесів) мова йде про багатозадачності, яку підтримує операційна система Віндовс.

Багатоядерні процесори дозволяють збільшити швидкість роботи програм, хоча принцип багатозадачності реалізується і на одноядерному пристрої. Так, одне ядро виконує обробку текстової інформації, інше - прослуховування музики, при цьому дані додатки працюють одночасно.

Якщо, наприклад, взяти антивірусну програму, то один потік буде виконувати сканування пам`яті і жорстких дисків, а інший - оновлювати антивірусні бази. Приклад дуже спрощений, але дозволяє зрозуміти загальну концепцію, за якою працюють багатоядерні процесори.

Відео: Центральний процесор CPU. Що це таке? Принцип дії.

У комп`ютері зі звичайним пристроєм для одночасної роботи програм створюється віртуальна можливість їх виконання. Тут хитро надходить операційна система, вона перемикає поперемінно роботу потоків, все відбувається за частки секунди і непомітно для користувача. Виходить, що Віндовс трошки оновила антивирусник, потім зайнялася скануванням, після цього знову стала виробляти оновлення. У користувача ж складається враження, що все відбувається одночасно.

У разі, коли працює багатоядерний процесор, таке перемикання виконуватися не буде. Операційна система чітко посилає потоки на певні ядра. В результаті з`являється можливість позбутися від зниження продуктивності, як у випадку перемикань між завданнями. Виконання програм відбувається одночасно, в результаті оновлення баз і сканування виконається набагато швидше. Однак не кожен додаток підтримує дану технологію і може бути таким чином оптимізовано. Розробники створюють все більше програм, які можуть обробляти багатоядерні процесори.

Сьогодні ринок подібних пристроїв поділений між компаніями AMD та Intel, які є провідними виробниками. Сучасні стаціонарні комп`ютерні, серверні системи, а також ноутбуки та смартфони для роботи використовують багатоядерні процесори Intel або AMD.

Навіть низької цінової категорії пристрої мають не менше двох ядер, хоча виробляються процесори і з 4, 6, 8 і більше елементами. Однак повну продуктивність пристроїв можна отримати тільки при збалансованості всієї системи, параметрам якої повинні відповідати і оперативна пам`ять, і жорсткий диск, і відеокарта, і інші складові комп`ютера.