Что такое ядра в процессоре
Перейти к содержимому

Что такое ядра в процессоре

  • автор:

Группы процессоров

64-разрядные версии Windows 7 и Windows Server 2008 R2 и более поздних версий Windows поддерживают более 64 логических процессоров на одном компьютере. Эта функция недоступна в 32-разрядных версиях Windows.

Системы с несколькими физическими процессорами или системами с физическими процессорами с несколькими ядрами обеспечивают операционную систему несколькими логическими процессорами. Логический процессор — это один логический вычислительный модуль с точки зрения операционной системы, приложения или драйвера. Ядро — это одна единица процессора, которая может состоять из одного или нескольких логических процессоров. Физический процессор может состоять из одного или нескольких ядер. Физический процессор совпадает с пакетом процессора, сокетом или ЦП.

Поддержка систем, имеющих более 64 логических процессоров, основана на концепции группы процессоров, которая является статическим набором до 64 логических процессоров, которые рассматриваются как единая сущность планирования. Группы обработчиков нумеруются начиная с 0. Системы с менее чем 64 логическими процессорами всегда имеют одну группу, группу 0.

Windows Server 2008, Windows Vista, Windows Server 2003 и Windows XP: группы обработчиков не поддерживаются.

При запуске системы операционная система создает группы процессоров и назначает логическим процессорам группам. Если система поддерживает горячее добавление процессоров, операционная система разрешает пространство в группах для процессоров, которые могут поступать во время работы системы. Операционная система сводит к минимуму количество групп в системе. Например, система с 128 логическими процессорами будет иметь две группы процессоров с 64 процессорами в каждой группе, а не четыре группы с 32 логическими процессорами в каждой группе.

Для повышения производительности операционная система учитывает физическое локальность при назначении логических процессоров группам. Все логические процессоры в ядре, а все ядра в физическом процессоре назначаются одной группе, если это возможно. Физические процессоры, физически близкие друг к другу, назначаются одной группе. Узел NUMA назначается одной группе, если емкость узла не превышает максимальный размер группы. Дополнительные сведения см. в разделе «Поддержка NUMA».

В системах с 64 или меньшими процессорами существующие приложения будут работать правильно без изменений. Приложения, которые не вызывают какие-либо функции, использующие маски сопоставления процессоров или номера процессора, будут работать правильно во всех системах независимо от количества процессоров. Для правильной работы в системах с более чем 64 логическими процессорами может потребоваться изменение следующих типов приложений:

  • Приложения, которые управляют, поддерживают или отображают сведения о каждом процессоре для всей системы, должны быть изменены для поддержки более 64 логических процессоров. Примером такого приложения является диспетчер задач Windows, который отображает рабочую нагрузку каждого процессора в системе.
  • Приложения, для которых важна производительность, и которые могут эффективно масштабироваться за пределами 64 логических процессоров, необходимо изменить для запуска в таких системах. Например, приложения базы данных могут воспользоваться изменениями.
  • Если приложение использует библиотеку DLL, которая содержит структуры данных для каждого процессора, и библиотека DLL не была изменена для поддержки более 64 логических процессоров, все потоки в приложении, вызывающие функции, экспортированные библиотекой DLL, должны быть назначены одной группе.

По умолчанию приложение ограничено одной группой, которая должна обеспечить достаточно возможностей обработки для типичного приложения. Операционная система изначально назначает каждому процессу одну группу с циклическим перебором между группами в системе. Процесс начинает выполнение, назначенное одной группе. Первый поток процесса изначально выполняется в группе, которой назначается процесс. Каждый только что созданный поток назначается той же группе, что и созданный поток.

Сходство потока можно указать при создании с помощью расширенного атрибута PROC_THREAD_ATTRIBUTE_GROUP_AFFINITY с функцией CreateRemoteThreadEx. После создания потока его сходство можно изменить, вызвав SetThreadAffinityMask или SetThreadGroupAffinity. Если поток назначается группе, отличной от процесса, сопоставление процесса обновляется, чтобы включить сходство потока, и процесс становится процессом с несколькими группами. Для отдельных потоков необходимо вносить дальнейшие изменения сходства; Сходство процесса с несколькими группами нельзя изменить с помощью SetProcessAffinityMask . Функция GetProcessGroupAffinity извлекает набор групп, которым назначен процесс и его потоки.

Чтобы указать сходство для всех процессов, связанных с объектом задания, используйте функцию SetInformationJobObject с классом JobObjectGroupInformation или JobObjectGroupInformationEx .

Логический процессор определяется его номером группы и его номером относительного процессора группы. Это представлено структурой PROCESSOR_NUМБ ER. Числовые номера процессора, используемые устаревшими функциями, являются относительными к группам.

Обсуждение изменений архитектуры операционной системы для поддержки более 64 процессоров см. в техническом документе , поддерживающем системы, имеющие более 64 процессоров.

Список новых функций и структур, поддерживающих группы обработчиков, см. в статье «Новые возможности процессов и потоков».

Поведение, начиная с Windows 11 и Windows Server 2022

Начиная с Windows 11 и Windows Server 2022, по умолчанию приложения не ограничены одной группой процессоров. Вместо этого процессы и их потоки имеют сходство процессоров, которые по умолчанию охватывают все процессоры в системе между несколькими группами на компьютерах с более чем 64 процессорами.

Чтобы приложения автоматически воспользовались всеми процессорами на компьютере с более чем 64 процессорами, начиная с Windows 11 и Windows Server 2022, ОС изменилась, чтобы сделать процессы и их потоки охватывают все процессоры в системе по умолчанию. Это означает, что приложения больше не должны явно задавать сходство своих потоков, чтобы получить доступ к нескольким группам обработчиков.

По соображениям совместимости ОС использует новую концепцию основной группы как для процессов, так и для потоков. Каждый процесс назначается основной группе при создании, и по умолчанию все его потоки основной группы совпадают. Идеальный процессор каждого потока находится в основной группе потока, поэтому потоки будут предпочтительно запланированы на процессоры в их основной группе, но они могут быть запланированы на процессоры в любой другой группе. API сходства, которые не поддерживают группу или работают с одной группой, неявно используют основную группу в качестве группы обработчиков процессов или потоков; Дополнительные сведения о новых поведении проверка разделах «Примечания» для следующих элементов:

Приложения могут использовать наборы ЦП для эффективного управления сходством процесса или потока над несколькими группами процессоров.

Сколько ядер процессора нужно для игрового компьютера?

Сколько ядер процессора нужно для игрового компьютера?

Ядро – это базовый блок процессора, в котором осуществляются математические вычисления и логические операции. Практически любой современный процессор содержит несколько ядер, еще и способных обрабатывать информацию в несколько потоков. Причем в массовом сегменте доступны процессоры даже с 24 ядрами, причем позиционируются они именно как игровые решения. Но на самом деле для обеспечения нормальной производительности как в актуальных играх, так и в проектах ближайшего будущего потребуется гораздо меньше ядер.

На что влияет количество ядер процессора

Число ядер процессора – это одна из основных характеристик современных ЦП. В массовом сегменте доступны решения, содержащие от 2 до 24. Количество ядер напрямую влияет на уровень производительности, ведь каждое ядро может обрабатывать отдельный поток данных (а зачастую даже два потока). Именно технология многоядерности в свое время стала новым шагом в развитии процессоростроения, когда инженеры уперлись в предел тактовых частот одноядерных чипов.

Но нужно учитывать, что с повышением числа ядер процессора производительность растет неравномерно. Это связано с тем, что далеко не все вычисления хорошо распараллеливаются, то есть могут одновременно обсчитываться на нескольких ядрах/потоках, обеспечивая кратное повышение производительности при увеличении количества ядер. Существуют задачи, которые распараллелить очень сложно или практически невозможно, поэтому они не получают буста от наращивания количества ядер. Долгое время к таким задачам относились игры, на производительность которых влияние большого количества ядер практически не оказывало.

Помимо числа ядер, на вычислительную мощность процессора существенное влияние оказывают и другие параметры. Одним из них является тактовая частота. Современные процессоры оснащаются функцией авторазгона, то есть способны самостоятельно наращивать частоту в зависимости от количества загруженных ядер, лимитов питания и мощности системы охлаждения. Поэтому они демонстрируют высокий уровень производительности как мало-, так и в многопоточных нагрузках.

Также необходимо учитывать, что для многоядерных процессоров требуется большое количество кэш-памяти. Это встроенная в чип очень быстрая память, через которую происходит обмен данными с другими комплектующими, а также межъядерное взаимодействие. У моделей с большим количеством ядер с этим до сих пор могут наблюдаться проблемы, что приводит к заметному ограничению их производительности, в том числе в играх.

Сколько ядер процессора нужно для игр

Большинство игр, выпущенных до 2017-18 годов не слишком оптимизированы для работы на многоядерных процессорах. Для них будет достаточно чипа с 4 ядрами с возможностью обрабатывать информацию в два потока. Например, GTA 5, Skyrim, Far Cry 5, Horizon Zero Dawn. Хотя они и могут распараллеливать нагрузку на несколько потоков, но в основном уровень ФПС в старых проектах будет зависеть от одноядерной производительности процессора.

Но на данный момент, для актуальных проектов (выпущенных в последние 3-5 лет) и игр, которые выйдут в ближайшие пару лет, 4 ядра, даже с функцией многопоточности и высокой тактовой частотой, совершенно недостаточно. Таких «камней» пока хватает для общих задач, таких как запуск операционной системы или работа браузера, но в играх они стали «бутылочным горлышком», ограничивающим производительность даже видеокарт начального уровня.

Достаточными для современного игрового компьютера можно считать шестиядерные модели актуальных поколений от AMD или Intel. Благодаря сочетанию высоких частот и возможности обработки данных в 12 потоков их будет достаточно для полной загрузки видеокарт вплоть до средневысокого ценового уровня, например, RTX 4060-4070. Но запаса на будущее шестиядерные процессоры не обеспечат. Кроме того, во многих актуальных играх, таких как Hogwarts Legacy или Cyberpunk 2077 при использовании шестиядерного процессора могут наблюдаться микрофризы в тяжелых сценах.

Оптимальными для современного игрового компьютера являются процессоры, содержащие 8 ядер. Их производительности будет достаточно для любой актуальной игры, как уже вышедшей, так и тех проектов, которые готовятся к релизу в ближайшие 2-3 года. Чип обеспечит возможность поставить в компьютер топовую видеокарту и не испытывать проблем с ее недогруженностью. И даже на среднепроизводительных решениях удастся получить на 20-30% больше ФПС в сравнении с шестиядерными моделями.

Процессоры, в которых количество ядер составляет 10-24, тоже подходят для игр. Но полностью загрузить все ядра практически ни одна игра не сможет. Эти чипы подойдут для тех, кто хочет параллельно с игрой вести стрим, ведь программы для стриминга создают существенную дополнительную нагрузку на процессор и неплохо распараллеливаются.

Заключение

Хотя на рынке до сих пор присутствуют процессоры, оснащенные 4 ядрами, они уже уходят в прошлое, и подойдут разве что для простых онлайн-игр, например, World of Tanks или проектов десятилетней давности, в сочетании с видеокартами начального уровня.

Минимальным решением для современного игрового ПК сейчас является процессор с шестью ядрами, способный обрабатывать 12 потоков данных. Он позволит поиграть без особых проблем в любую актуальную игру ААА-класса, но будет работать практически на пределе мощности и в самых сложных сценах можно столкнуться с существенным падением ФПС на короткие промежутки времени (микрофризы).

Оптимальной покупкой станет процессор с восемью ядрами. Такой чип обеспечит отличную игровую производительность в любых проектах, как актуальных, так и тех, что выйдут в ближайшем будущем.

Читайте также:

Вступайте в наши группы
в социальных сетях

Здесь мы делимся фото и видео-обзорами наших игровых сборок, а также новостями и полезными материалами про железо

Telegram ВКонтакте

  • info@man-made.ru
  • 8 (495) 212-11-42 ( По Москве )
  • 8 (800) 707-52-62 ( По России )
  • Заказать звонок
  • Москва, ул. Нежинская, 8 к. 3
    Пн-Пт 10.00 — 20.00
  • Игровые компьютеры
  • Недорогие игровые ПК
  • Мощные игровые компьютеры
  • Кастомные компьютеры
  • Эксклюзивные компьютеры

Что такое процессор компьютера и для чего он нужен

Несмотря на, казалось бы, всеобщую компьютерную грамотность, многие пользователи до сих пор не могут четко ответить, что такое процессор компьютера и для чего он нужен. Еще больше вопросов возникает по поводу ядра этого самого процессора. Поэтому давайте разберемся в этом вопросе последовательно.

ПРОЦЕССОР КОМПЬЮТЕРА

Говоря простым языком, центральный процессор компьютера — это самая главная микросхема, которая обрабатывает информацию, перераспределяет ее, контролирует оперативную память, дает необходимые команды всем подключенным устройствам и компонентам системы. Именно он, вернее, его строение определяет архитектуру главной, материнской платы и всего компьютера в целом.

В этом определении заключается и ответ на вопрос, для чего нужен процессор, — для контроля и управлением над действиями, происходящими в системах и компонентах компьютера. Кроме центрального процессора, существуют и другие, локально размещенные чипы, например, в видео- и звуковых картах.

Кстати, один из распространенных вопросов, особенно у новичков, звучит так: «Как узнать, какой у меня процессор?» Ответ на него очень простой и найти эти сведения можно в системной информации операционной системы. К примеру, в Windows 7 для этого нужно щелкнуть правой клавишей мыши на значке «Компьютер», и в выпавшем контекстном меню выбрать пункт «Свойства». Основная информация о компьютере, в том числе, и модель процессора, будет отображена в открывшемся окне.

С развитием технологий растет и скорость обработки процессорами более сложных задач. Поэтому производители периодически пополняют перечень своей продукции, выпуская новые модели процессоров. Так у двух компьютерных гигантов, компаний AMD и Intel, существуют процессоры AMD Athlon X4, AMD FX-8350, Intel Core i5, Intel Core i7 и другие.

Состоят процессоры из следующих основных компонентов:

  • Контроллер оперативной памяти.
  • Интерфейс системной шины.
  • КЭШ-память, которая ускоряет обмен данных с оперативной.
  • Ядро процессора (или несколько ядер).

В зависимости от конкретной модели процессор может содержать различные функциональные блоки, определяющие его назначение.

ЯДРО ПРОЦЕССОРА

Вот мы и подошли к еще одному вопросу: что такое ядро процессора.

Если сам процессор — это мозг компьютера, то его ядро — это мозг самого процессора. Возможно, несколько путано, но сейчас мы рассмотрим вопрос подробнее.

Ядро процессора выполняет все арифметические и логические операции, а также содержит все необходимые функциональные блоки, среди которых:

  • Блок работы с прерываниями — это, попросту говоря, возможность быстро и часто переключаться с выполнения одной задачи на другую.
  • Блок выборки инструкций — получает и направляет на дальнейшую обработку сигналы команд.
  • Блок декодирования — обрабатывает сигнал команд, определяет, что нужно сделать в данный момент, и нужны ли для этого дополнительные действия.
  • Управляющий блок — передает декодированные инструкции для дальнейшего выполнения в другие блоки, координирует нагрузку, подаваемую на них.
  • Блоки выполнения и сохранения результатов соответственно выполняют полученную команду и сохраняют в нужном месте результат.

Это краткое описание структуры ядра, более подробно о принципах его работы и способах ускорения можно почитать в других доступных материалах.

В разных процессорах может быть разное количество ядер. Это делается для того, чтобы компьютер мог выполнять параллельно несколько однотипных или напротив, разноплановых задач, увеличивая скорость их обработки и, соответственно, скорость их выполнения.

Как узнать, сколько ядер в процессоре? Есть два простых способа:

  1. Информация содержится в диспетчере устройств Windows. Нужно нажать кнопку «Пуск», далее выбрать «Панель управления». В открывшемся окне, среди прочих пунктов найти «Диспетчер устройств». Заходим в него, находим строчку «Процессоры», и нажимаем на нее. Выпавший список покажет нужные нам данные.
  2. Еще проще. Правой кнопкой мыши щелкаем внизу на панели быстрого запуска. Появится контекстное меню, в котором нужно выбрать «Запустить диспетчер задач». В появившемся окне выбираем «Быстродействие». В верхней части открывшегося окна вы увидите одно или несколько окон с графиками, подписанных «Хронология загрузки ЦП». Количество этих окон соответствует количеству ядер в процессоре.

Ядра или потоки: выясняем что важнее для процессора

Ядра или потоки: выясняем что важнее для процессора

В описании современных процессоров указаны количества ядер и потоков. Что обозначают эти цифры, на какие показатели следует ориентироваться при покупке процессора.

В спецификации каждого процессора обязательно присутствует информация о количестве ядер и потоков. Правила «чем больше, тем лучше», в этой ситуации никто не отменял, но давайте выясним, в каких задачах виртуальные ядра способны дать ощутимый прирост производительности, а в каких останутся бесполезными.

Зачем процессору несколько ядер?

Процессор (CPU) – это вычислительный центр любого сервера, компьютера, планшета, смартфона и даже игровой консоли. Именно процессор принимает команды пользователя, вводимые в различных приложениях и программах, обрабатывает их и распределяет задачи между другими узлами системы – видеокартой, оперативной памятью, жестким или твердотельным диском.

Вот поэтому процессор – это мозговой центр любого сервера и платформы, отвечающий за его вычислительные способности и скорость работы.

Первые процессоры были едиными устройствами, которые принимали команды и выполняли их в строгой очередности. Одно ядро позволяло выбирать процессор при покупке только по показателям частоты. А недостаток производительности на первых порах компенсировали созданием двух- и многопроцессорных конфигураций. В таких сборках команды пользователя на ввод обрабатывал первый процессор, а остальные операции по возможности равномерно распределялись между остальными. Для сборки таких систем использовались материнские платы на 2 процессора или двухпроцессорные платы (конфигурации на несколько сокетов).

Следующим шагом производители создали многоядерную архитектуру, позволяющую на площади, казалось бы, небольшого микрочипа размещать несколько вычислительных центров, которые по сути являлись самостоятельными процессорами. Так в продаже появились двух-, четырех- и восьмиядерные устройства, которые обрабатывали сразу несколько потоков информации.

Позже американская корпорация Intel в линейке процессоров Pentium внедрила техническую возможность выполнения одним ядром двух команд за такт, что стало началом новой эпохи в компьютерных технологиях – гиперпоточности процессоров. А сейчас специалисты компании активно работают над новой технологией реализации четырех потоков на одном ядре, и уже в ближайшее время подобные процессоры будут представлены публике.

Чем отличаются ядра и потоки

Ядро – это самостоятельный вычислительный блок в архитектуре процессора, способный выполнять линейную последовательность задач за определенный период времени. Если нагрузить одно ядро несколькими последовательностями задач, то оно будет попеременно переключаться между ними, обрабатывая по одной задаче из каждого потока. В масштабах системы это приводит к замедлению работы программ и сервисов.

Поток – это программно выделенная область в физическом ядре процессора. Такая виртуальная реализация позволяет разделять ресурсы ядра и работать параллельно с двумя разными последовательностями команд. Таким образом операционная система воспринимает поток, как отдельный вычислительный центр, следовательно, ресурс ядра используется более рационально, и скорость вычислений увеличивается.

Стоит ли ожидать удвоения производительности?

Виртуальное разделение вычислительной мощности процессора на потоки называется гиперпоточностью. На практике это не физическое увеличение количества ядер, следовательно, и вычислительный потенциал процессора остается постоянным.

Гиперпоточность – это инструмент, позволяющий процессору более оперативно выполнять команды операционной системы компьютера и распределять вычислительный ресурс.

Таким образом, удвоенное количество потоков по отношению к ядрам способно повысить эффективность процессора за счет одновременного выполнения нескольких задач каждым ядром. Но прирост, даже по заверениям одного из лидеров рынка в производстве процессоров Intel будет находиться в пределах 30%.

А вот об увеличении энергопотребления и чрезмерном нагреве волноваться не стоит. Так как виртуальное разделение выполнено на производстве, то компанией просчитаны все рабочие параметры, такие как мощность и TDP, указанные в спецификации.

Что выбирать: ядра или потоки?

Поскольку ядра – это физические «мозговые центры», занимающиеся вычислениями, то за общую производительность центрального процессора отвечают именно они. Поэтому количеством ядер, ну и еще частотой процессора определяется его производительность.

Но и количество потоков также заслуживает внимания. Разберем на примере:

Двухъядерный процессор с двумя потокам нагружается операционной системой четырьмя параллельными последовательностями команд, например, от запущенных игр и программ. Команды так и останутся в четырех «очередях», и ядра будут попеременно производить вычисления из каждой. При этом производительность ядра зачастую избыточна для обработки одной команды. Поэтому часть вычислительного потенциала ядра, а значит и процессора останется в резерве.

Если же взять аналогичный процессор с двумя ядрами, но уже на четыре потока, то все четыре очереди будут задействованы одновременно, по максимуму загружая ядра. Следовательно, задачи будут решены быстрее, а простоя вычислительных мощностей удастся избежать.

На практике это дает нам возможность одновременно запускать несколько программ: работать с документами, слушать музыку, общаться в мессенджерах и выполнять поиск в браузере. При этом программы будут работать эффективно, быстро, без торможений и зависаний.

В производственных масштабах для комплектации рабочих станций или серверов также следует отдать предпочтение большему количеству потоков при равных числах ядер. За исключением особых случаев, таких как работа с 1С, когда решающую роль играет тактовая частота, и ряда других приложений, активно использующих TCP/IP стек. В этих случаях распараллеливание вызывает существенную задержку при обработке пакетов .

Таким образом, чем больше ядер будет в процессоре, тем выше его производительность и скорость выполнения различных задач. А удвоенное количество потоков позволяет повысить эффективность процессора и задействовать его технический потенциал на полную.

  • Все посты
  • HDD диски (51)
  • KVM-оборудование (2)
  • Powerline-адаптеры (2)
  • SSD диски (106)
  • USB-носители (4)
  • USB-хабы (3)
  • Батареи к ИБП (4)
  • Безопасность (3)
  • Беспроводные USB адаптеры (2)
  • Беспроводные роутеры (26)
  • Блоки питания (15)
  • Бумага (1)
  • Веб-камеры (2)
  • Вентиляторы корпусные (4)
  • Видеокарты (56)
  • Видеонаблюдение (7)
  • Внешние диски (4)
  • Гарнитуры (2)
  • Графические планшеты (2)
  • Дисковые полки (5)
  • Док-станции (1)
  • Звуковые карты (4)
  • ИБП (27)
  • Инструменты (1)
  • Кабели и патч-корды (10)
  • Картриджи (1)
  • Карты памяти (7)
  • Клавиатуры (8)
  • Колонки (3)
  • Коммутаторы (19)
  • Комплекты (клавиатура и мышь) (2)
  • Компьютерная периферия (2)
  • Компьютерные кресла (2)
  • Компьютеры (56)
  • Контроллеры и адаптеры (11)
  • Корпусы (15)
  • Ленточные носители (3)
  • Маршрутизаторы (2)
  • Материнские платы (28)
  • Модули памяти (23)
  • Мониторы (44)
  • Моноблоки (8)
  • МФУ (6)
  • Мыши (9)
  • Ноутбуки (44)
  • Общая справка (105)
  • Оптические приводы (2)
  • Охлаждение процессорное (17)
  • Панели (1)
  • Планшеты (3)
  • Плоттеры (1)
  • Портативные аккумуляторы (1)
  • Принтеры (7)
  • Программное обеспечение (85)
  • Процессоры (74)
  • Рабочие станции (8)
  • Распределение питания (2)
  • Ретрансляторы Wi-Fi (3)
  • Серверы (91)
  • Сетевые карты (7)
  • Сетевые фильтры (2)
  • Сканеры (2)
  • СХД (15)
  • Телевизоры (1)
  • Телекоммуникационные шкафы (9)
  • Телефония (4)
  • Тонкие клиенты (2)
  • Трансиверы (5)
  • Умный дом (2)

Также вас может заинтересовать

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *