Que són els nuclis d'un processador? i els fils o nuclis lògics?

Conèixer bé els components del teu ordinador és clau a l'hora de muntar una bona configuració. Però no tothom saber que són els nuclis d'un processador, que diferencia hi ha entre un nucli físic i un lògic i que és el HyperThreading d'Intel o SMT d'AMD.

Vols saber més? No et perdis el nostre article sobre els nuclis d'un processador!

Índex de continguts

La unitat central de processament (processador) en un ordinador fa tota la feina, executant programes bàsicament. Però els processadors moderns ofereixen característiques com múltiples nuclis i multifil. Alguns PC fins i tot utilitzen múltiples processadors.

Fa uns anys, la velocitat de rellotge d'un processador solia ser suficient quan es comparava el rendiment. Però ara les coses ja no són tan simples.

Ara, un processador que ofereix múltiples nuclis o multihilos pot funcionar significativament millor que un processador d'un sol nucli de la mateixa velocitat que no ofereix múltiples fils.

I els PC multiprocessador poden tenir un avantatge encara més gran. Totes aquestes funcions estan dissenyades per permetre que els PC executin més fàcilment múltiples processos a el mateix temps, el que augmenta el rendiment a l'realitzar diverses tasques alhora o sota les exigències d'aplicacions potents com els codificadors de vídeo i els jocs moderns. Per tant, donem una ullada a cadascuna d'aquestes característiques i el que podrien significar per a tu.

En aquest article, repassem alguns conceptes com a nuclis versus fils, per a què serveix cada un i en què beneficien el PC.

Segurament t'interessi la lectura:

• Millors processadors de mercat Millors plaques bases de mercat Millors memòria RAM de l'mercat Millors targetes gràfiques de mercat

Què és un processador?

Com ja segurament sàpiga el 99% dels usuaris d'un PC, un processador és la unitat central de processament. Aquest és el component central de cada ordinador.

En altres paraules, tot el que computa té un processador dins, i és on es realitzen tots els càlculs amb l'ajuda d'instruccions de sistema operatiu.

Un processador pot processar una sola tasca alhora. Això no és molt bo per al rendiment. Però ja existeixen processadors avançats que permeten treballar amb diverses tasques simultànies i millorar el rendiment.

Els vells temps dels processadors múltiples

Imatge via commons wikimedia

Quan parlem de processador, ens referim a un xip que s'insereix en un sòcol de la placa base. Així que, en els primers temps, un d'aquests xips s'encarregaven d'una sola tasca alhora.

En els vells temps, la gent necessitava més rendiment dels ordinadors. En aquest moment, la solució era incloure múltiples processadors en un ordinador. És a dir, hi havia múltiples endolls i múltiples xips.

Tots ells estarien connectats entre si i amb la placa base. Per tant, tècnicament, es podia esperar un millor rendiment de l'ordinador. Aquest va ser un mètode bastant reeixit fins que la gent va descobrir els desavantatges.

• Calia proporcionar una font d'alimentació dedicada i recursos d'instal·lació per a cada processador. A causa de que eren xips diferents, la latència per a la comunicació era massa alta. Això no era realment una cosa bona per al rendimiento.Un conjunt de processadors podia produir molta calor a llarg termini. Així que es necessitarien un munt de recursos per lluitar amb la calor extra.

Placa Dual Socket per a servidors

Això requeria una placa base amb múltiples sòcols de processador. La placa base també necessitava maquinari addicional per connectar aquests sòcols de processador a la RAM i altres recursos. I així va ser com els conceptes de multifil i multinucli van entrar en escena.

Actualment, la majoria dels ordinadors només tenen un processador. Aquest sol processador pot tenir múltiples nuclis o tecnologia HyperThreading, però tot i així és només un processador físic inserit en un únic sòcol de la placa base.

Els sistemes multiprocessador no són molt comuns entre els PC dels usuaris domèstics d'avui dia. Fins i tot un escriptori de jocs d'alta potència amb múltiples targetes gràfiques generalment només tindrà un processador. Però sí que és possible trobar sistemes multiprocessador en superordinadors, servidors i sistemes d'alta gamma que necessiten la màxima potència per complexes tasques. En aquests temps, tenir un equip amb diversos processadors serà molt menys eficient del que sembla, ja que hi ha processadors molt ràpids i molts nuclis per a usuaris domèstics com el i9-7980XE.

Múltiples nuclis en un processador

La idea de connectar diferents processadors no era realment bona per al rendiment. Llavors va sorgir la idea de tenir dos processadors dins d'un sol xip.

Per tant, com a forma de fer un pas efectiu cap al rendiment, els fabricants van incloure múltiples processadors en un sol processador. Aquestes noves unitats es van cridar nuclis.

Des d'aquest moment, aquests processadors es van denominar "processadors multinucli". D'aquesta manera, quan el sistema operatiu analitzava l'equip, es trobava amb dos processadors.

En lloc de dedicar l'emmagatzematge i la font d'alimentació per a xips separats, els processadors multinucli van fer la feina d'un rendiment extra.

Per descomptat, també hi va haver altres avantatges. A causa de que tots dos processadors eren al mateix xip, la latència era menor. Això va ajudar a millorar la comunicació i la velocitat. Actualment, pots veure una àmplia varietat de processadors multinucli en el mercat.

Per exemple, en els processadors de doble nucli hi ha dues unitats de processament. I si ho portem a la pràctica, en el cas dels processadors Quad Core ens trobem amb 4 unitats de processament.

A diferència de l'multifil, aquí no hi ha trucs: un processador de doble nucli literalment té dos processadors en el xip. Un processador de quatre nuclis té quatre unitats centrals de processament, un processador de vuit nuclis té vuit unitats centrals de processament, i així successivament.

Això ajuda a millorar dràsticament el rendiment a el temps que manté el processador físic amb una mida petita perquè hi càpiga en un únic sòcol.

Només hi ha d'haver un únic sòcol de processador amb un sol processador inserit en aquest, no 4 sòcols amb quatre processadors, cadascun dels quals necessitant la seva pròpia energia, refrigeració i altre maquinari. Hi ha menys latència perquè els nuclis poden comunicar-se més ràpidament, ja que tots estan en el mateix xip.

El HyperThreading d'Intel

La computació paral·lela ha estat en la indústria per un temps. No obstant això, va ser Intel qui va portar els beneficis de la mateixa a la informàtica personal. I allà es va cridar Intel Hyper-Threading Technology.

La tecnologia Hyper-Threading d'Intel fa que el teu sistema operatiu cregui que hi ha diversos processadors; de fet, només n'hi ha un. És una mena de pretensió per millorar el rendiment i la velocitat.

El HyperThreading va ser el primer intent d'Intel de portar la computació paral·lela als PC de consum. Va debutar en els processadors d'escriptori amb el Pentium 4 HT en 2002.

Aquells Pentium 4 tenien un sol nucli, de manera que només podien realitzar una tasca alhora. Però el HyperThreading va aparèixer per compensar això. Amb aquesta tecnologia d'Intel, un únic nucli físic amb multifil apareix com dos processadors lògics en un sistema operatiu. El processador segueix sent un de sol, així que és una mica fictici. Mentre que el sistema operatiu veu dos processadors per a cada nucli, el maquinari real de l'processador només té un únic conjunt de recursos d'execució per a cada nucli.

Així, el processador pretén tenir més nuclis dels que té, i utilitza la seva pròpia lògica per accelerar l'execució de el programa. En altres paraules, s'enganya a el sistema operatiu perquè vegi dos processadors per cada nucli.

En aquesta època vam muntar un Pentium 4, que el noi de la botiga el sobrenom com el "PC de la NASA". Quins temps aquells!

El HyperThreading permet als dos nuclis lògics de l'processador compartir recursos d'execució física. Això pot accelerar una mica les coses: si un processador virtual està estancat i esperant, l'altre processador virtual pot prendre prestats els seus recursos d'execució. El HyperThreading pot ajudar a accelerar el sistema, però no és tan bo com tenir nuclis addicionals reals.

Afortunadament, el multifil és ara un "bonus". Mentre que els processadors originals de consum amb HyperThreading només tenien un únic nucli que es disfressava de múltiples nuclis, els processadors moderns d'Intel ara tenen tant múltiples nuclis com a tecnologia HyperThreading.

Un processador de doble nucli (dual core) amb multifil apareix com quatre nuclis en el sistema operatiu, mentre que un processador de quatre nuclis amb HyperThreading apareix com si tingués 8 nuclis.

El multihilado no és un substitut de nuclis addicionals, però un processador de doble nucli amb HyperThreading hauria de funcionar millor que un processador de doble nucli sense HyperThreading.

Els recursos d'execució de maquinari es dividiran i s'ordenaran per donar la millor velocitat a múltiples processos. Com es pot veure, tota l'obra és virtual. Aquest HyperThreading sovint pot oferir entre un 10% i un 30% d'augment de rendiment en la tasca executada. AMD també té aquesta tecnologia però en comptes de HyperThreading la flama SMT ¿El funcionament? És el mateix.

¿Valen la pena els múltiples nuclis i fils?

Si el teu ordinador té un processador multinucli, vol dir que hi ha diverses CPU. També vol dir que pot tenir un millor rendiment que un processador d'un sol nucli.

I si parlem de l'HyperThreading, un processador d'un sol nucli amb aquesta tecnologia treballarà millor que un d'aquests processadors que no tingui aquesta tecnologia multitasca.

D'altra banda, que un processador sigui multifil és una cosa virtual. En aquest cas, la tecnologia utilitza lògica addicional per a gestionar múltiples tasques. A causa d'això, el rendiment total no serà realment visible. Així que, si realment vols comparar un processador d'un sol nucli o un processador multinucli, podem afirmar que aquests últims són sempre millors. Jocs com Battlefield o multijugadors sempre ofereixen un millor rendiment amb processador amb múltiples nuclis lògics en zones amb moltes explosions.

Què us ha semblat el nostre article sobre que són els nuclis d'un processador? Us ha semblat interessant? ¿Trobeu a faltar alguna cosa?