CPU基礎:解釋了多個CPU,內核和超線程

 

 

您計算機中的中央處理器(CPU)基本上執行計算工作-運行程序。但是現代CPU提供了諸如多核和超線程之類的功能。有些PC甚至使用多個CPU。我們在這裏幫助您解決所有問題。

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比較性能時,CPU時鐘速度曾經足夠,但是現在事情不再那麼簡單了。提供多個內核或超線程的CPU的性能可能比不具有超線程的相同速度的單核CPU更好,具有多個CPU的PC可以具有更大的優勢。所有這些功能旨在使PC可以更輕鬆地同時運行多個進程,從而在多任務處理或視頻編碼器和現代遊戲等強大應用程序的需求下提高性能。因此,讓我們看一下這些功能以及它們可能對您意味着什麼。

超線程

超線程是英特爾首次嘗試將並行計算引入消費類PC。它於2002年在Pentium 4 HT臺式機CPU上首次亮相,當時的Pentium 4僅具有單個CPU內核,因此實際上一次只能執行一項任務-即使它能夠足夠快地在任務之間切換也是如此,看起來像是多任務處理。超線程試圖彌補這一點。

具有超線程的單個物理CPU內核在操作系統中顯示爲兩個邏輯CPU,CPU仍然是單個CPU,因此有點作弊。雖然操作系統爲每個內核看到兩個CPU,但是實際的CPU硬件對於每個內核只有一組執行資源。CPU假裝它具有比其更多的內核,並且它使用自己的邏輯來加速程序執行。換句話說,操作系統被誘騙爲每個實際的CPU核心看到兩個CPU。

超線程允許兩個邏輯CPU內核共享物理執行資源。這樣可以加快速度-如果一個虛擬CPU停滯並等待,另一虛擬CPU可以借用其執行資源。超線程可以幫助您加快系統速度,但遠沒有擁有真正的附加內核那麼好。

 

幸運的是,超線程現在已成爲“獎勵”。最初的帶有超線程的消費類處理器只有一個內核被僞裝成多個內核,而現代的Intel CPU現在擁有多個內核和超線程技術。具有超線程的雙核CPU在您的操作系統中顯示爲四個內核,而具有超線程的四核CPU顯示爲八個內核。超線程不能替代其他內核,但是具有超線程的雙核CPU的性能應優於沒有超線程的雙核CPU。

多核

最初,CPU只有一個核心,這意味着物理CPU上只有一箇中央處理器。爲了提高性能,製造商添加了額外的“核心”或中央處理單元。雙核CPU有兩個中央處理單元,因此在操作系統中它看起來像兩個CPU。例如,具有兩個內核的CPU可以同時運行兩個不同的進程。由於您的計算機可以一次執行多項操作,因此可以加快系統速度。

與超線程不同,這裏沒有技巧-雙核CPU實際上在CPU芯片上有兩個中央處理單元,四核CPU具有四個中央處理器,八核CPU具有八個中央處理器,依此類推。

 

這有助於在顯着提高性能的同時將物理CPU單元保持較小,使其適合單個插槽。只需一個CPU插槽,其中插入一個CPU單元即可-不需要四個帶有四個CPU的不同CPU插槽,每個CPU都需要自己的電源,冷卻裝置和其他硬件。延遲更少,因爲內核都在同一芯片上,因此可以更快地進行通信。

Windows的任務管理器顯示得很好。例如,在這裏,您可以看到該系統具有一個實際的CPU(插槽)和四個內核,超線程使每個內核在操作系統上看起來像兩個CPU,因此顯示了8個邏輯處理器。

 

多CPU

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大多數計算機只有一個CPU。該單個CPU可能具有多個內核或超線程技術,但是仍然只有一個物理CPU單元插入主板上的單個CPU插槽中。

在出現超線程和多核CPU之前,人們試圖通過添加額外的CPU爲計算機增加額外的處理能力。這需要具有多個CPU插槽的主板。母板還需要其他硬件才能將這些CPU插槽連接到RAM和其他資源。這種設置有很多開銷,如果CPU需要相互通信,具有多個CPU的系統消耗更多的功率以及母板需要更多的插槽和硬件,則存在額外的延遲。

 

在當今的家用PC中,具有多個CPU的系統並不十分普遍。即使是帶有多個圖形卡的高性能遊戲臺式機,通常也只有一個CPU。您會在超級計算機,服務器和類似的高端系統中發現多個需要大量數字運算能力的CPU系統。


一臺計算機擁有的CPU或內核越多,一次執行的任務越多,從而有助於提高大多數任務的性能。現在,大多數計算機都具有多核CPU,這是我們討論過的最有效的選擇,您甚至會在現代智能手機和平板電腦上找到具有多核的CPU。英特爾CPU還具有超線程功能,這是一種好處,一些需要大量CPU能力的計算機可能具有多個CPU,但效率遠不如聽起來那樣。

 

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