Nhiều bộ vi xử lý lõi đã có sẵn trong máy tính cá nhân trong hơn một thập kỷ nay. Lý do là các bộ vi xử lý đã bị giới hạn về mặt vật lý về tốc độ đồng hồ của họ và hiệu quả của chúng có thể được làm mát và vẫn duy trì độ chính xác. Bằng cách chuyển sang các lõi phụ trên chip xử lý đơn, các nhà sản xuất đã tránh được các vấn đề với tốc độ đồng hồ bằng cách nhân số lượng dữ liệu có thể được xử lý bởi CPU một cách hiệu quả. Khi ban đầu chúng được phát hành, nó chỉ là hai lõi trong một CPU duy nhất nhưng bây giờ có các tùy chọn cho bốn, sáu và thậm chí tám. Thêm vào đó, có công nghệ siêu phân luồng của Intel mà hầu như tăng gấp đôi các lõi mà hệ điều hành nhìn thấy. Có hai lõi trong một bộ xử lý duy nhất luôn có lợi ích hữu hình nhờ tính chất đa nhiệm của các hệ điều hành hiện đại. Sau khi tất cả, bạn có thể duyệt web hoặc gõ lên một báo cáo trong khi một chương trình chống virus chạy trong nền. Câu hỏi thực sự đối với nhiều người có thể là nếu có nhiều hơn hai người thực sự có lợi và nếu có thì bao nhiêu?
Threading
Trước khi đi vào các lợi ích và hạn chế của nhiều lõi xử lý là rất quan trọng để hiểu khái niệm về luồng. Một luồng chỉ đơn giản là một luồng dữ liệu duy nhất từ một chương trình thông qua bộ xử lý trên PC. Mỗi ứng dụng tạo chủ đề của riêng nó hoặc nhiều tùy thuộc vào cách nó đang chạy. Với đa nhiệm, một bộ xử lý lõi đơn chỉ có thể xử lý một luồng đơn tại một thời điểm, do đó hệ thống sẽ chuyển đổi nhanh chóng giữa các luồng để xử lý dữ liệu theo cách có vẻ đồng thời.
Lợi ích của việc có nhiều lõi là hệ thống có thể xử lý nhiều hơn một luồng. Mỗi lõi có thể xử lý một luồng dữ liệu riêng biệt. Điều này làm tăng hiệu suất của một hệ thống đang chạy các ứng dụng đồng thời. Vì các máy chủ có xu hướng chạy nhiều ứng dụng tại một thời điểm nhất định, ban đầu nó được phát triển ở đó nhưng khi máy tính cá nhân trở nên phức tạp hơn và đa nhiệm tăng lên, chúng cũng được hưởng lợi từ việc thêm lõi.
Phần mềm phụ thuộc
Trong khi khái niệm về nhiều bộ vi xử lý lõi có vẻ rất hấp dẫn, thì có một cảnh báo quan trọng đối với khả năng này. Để các lợi ích thực sự của nhiều bộ vi xử lý được nhìn thấy, phần mềm đang chạy trên máy tính phải được viết để hỗ trợ đa luồng. Nếu không có phần mềm hỗ trợ tính năng như vậy, các luồng sẽ chủ yếu chạy qua một lõi đơn, do đó làm giảm hiệu quả. Xét cho cùng, nếu nó chỉ có thể chạy trên một lõi đơn trong một bộ vi xử lý lõi tứ , nó thực sự có thể chạy nhanh hơn trên bộ vi xử lý lõi kép với tốc độ xung nhịp cơ bản cao hơn.
Rất may, tất cả các hệ điều hành chính hiện tại đều có khả năng đa luồng. Nhưng việc đa luồng cũng phải được viết vào phần mềm ứng dụng. Rất may sự hỗ trợ cho đa luồng trong phần mềm tiêu dùng đã được cải thiện rất nhiều nhưng đối với nhiều chương trình đơn giản, hỗ trợ đa luồng vẫn chưa được thực hiện do sự phức tạp. Ví dụ, một chương trình thư hoặc trình duyệt web không có khả năng nhìn thấy những lợi ích to lớn để đa luồng như nói một chương trình chỉnh sửa đồ họa hoặc video, nơi các tính toán phức tạp đang được thực hiện bởi máy tính.
Một ví dụ tốt để giải thích điều này là nhìn vào một trò chơi PC điển hình. Hầu hết các trò chơi đều yêu cầu một số công cụ hiển thị để hiển thị những gì đang diễn ra trong trò chơi. Thêm vào đó, có một số loại trí tuệ nhân tạo để kiểm soát các sự kiện và nhân vật trong game. Với một lõi đơn, cả hai đều phải hoạt động bằng cách chuyển đổi giữa hai. Điều này không nhất thiết phải hiệu quả. Nếu hệ thống có nhiều bộ xử lý, kết xuất và AI có thể chạy trên một lõi riêng biệt. Điều này trông giống như một tình huống lý tưởng cho một bộ xử lý đa lõi.
Đây là một ví dụ tuyệt vời về cách nhiều luồng có thể có lợi cho một chương trình. Nhưng trong ví dụ tương tự, có bốn nhân xử lý sẽ tốt hơn hai bộ xử lý? Đây là một câu hỏi rất khó trả lời vì nó phụ thuộc nhiều vào phần mềm. Ví dụ, nhiều trò chơi vẫn có rất ít hiệu suất khác biệt giữa hai và bốn lõi. Về cơ bản, không có trò chơi nào nhìn thấy lợi ích hữu hình từ ngoài bốn lõi bộ vi xử lý. Quay lại email hoặc các ví dụ duyệt web, ngay cả lõi tứ cũng sẽ không có lợi ích thực sự. Mặt khác, một chương trình mã hóa video chuyển mã video có thể sẽ thấy những lợi ích to lớn khi hiển thị khung hình riêng lẻ có thể được chuyển tới các lõi khác nhau và sau đó được đối chiếu vào một luồng đơn bởi phần mềm. Vì vậy, có tám lõi thậm chí sẽ có lợi hơn so với bốn.
Tốc độ đồng hồ
Một điều được đề cập ngắn gọn là tốc độ đồng hồ. Hầu hết mọi người vẫn còn quen thuộc với thực tế là tốc độ đồng hồ càng cao, bộ xử lý càng nhanh. Tốc độ đồng hồ trở nên nebulous hơn khi bạn cũng đang đối phó với nhiều lõi. Điều này phải làm với thực tế là bộ xử lý hiện có thể xử lý nhiều luồng dữ liệu do các lõi bổ sung nhưng mỗi lõi sẽ chạy ở tốc độ thấp hơn do các hạn chế về nhiệt.
Ví dụ, một bộ vi xử lý lõi kép có thể có tốc độ xung nhịp cơ bản 3,5 GHz cho mỗi bộ xử lý trong khi bộ xử lý lõi tứ chỉ có thể chạy ở tốc độ 3.0GHz. Chỉ cần nhìn vào một lõi đơn trên mỗi bộ xử lý, bộ xử lý lõi kép sẽ có thể nhanh hơn khoảng bốn phần trăm so với lõi tứ. Do đó, nếu bạn có một chương trình chỉ có một luồng, bộ xử lý lõi kép thực sự tốt hơn. Sau đó, một lần nữa, nếu bạn có một cái gì đó có thể sử dụng tất cả bốn bộ vi xử lý như chuyển mã video, thì bộ vi xử lý quad-core sẽ thực sự nhanh hơn bảy mươi phần trăm so với bộ xử lý lõi kép đó.
Vậy điều này có nghĩa là gì? Vâng, bạn phải xem xét kỹ lưỡng bộ xử lý và cũng là phần mềm để có ý tưởng tốt về cách nó sẽ thực hiện tổng thể. Nói chung, một bộ xử lý đa lõi là một lựa chọn tốt hơn nhưng điều đó không nhất thiết có nghĩa là bạn sẽ có hiệu suất tổng thể tốt hơn.
Kết luận
Đối với hầu hết các phần, có một bộ xử lý lõi cao hơn thường là một điều tốt nhưng nó là một vấn đề rất phức tạp. Đối với hầu hết các phần, một bộ xử lý lõi kép hoặc lõi tứ sẽ là quá đủ sức mạnh cho một người dùng máy tính cơ bản. Phần lớn người tiêu dùng sẽ không thấy lợi ích hữu hình khi vượt quá bốn lõi bộ vi xử lý hiện tại vì có quá ít phần mềm có thể tận dụng lợi thế của nó. Những người duy nhất nên xem xét các bộ vi xử lý lõi cao như vậy là những người thực hiện các nhiệm vụ như chỉnh sửa video trên máy tính để bàn hoặc các chương trình khoa học và toán học phức tạp. Vì lý do này, chúng tôi đặc biệt khuyên người đọc nên kiểm tra tốc độ PC của tôi nhanh như thế nào? bài viết để có ý tưởng tốt hơn về loại bộ xử lý nào phù hợp nhất với nhu cầu tính toán của họ.