Один vs два канала озу в современных процессорах

Оптимизация программного обеспечения для ядер процессора

Вот маленький грязный секрет, о котором производители чипов не хотят, чтобы вы знали. Дело не всегда в том, сколько ядер у вас работает; дело в том, какое программное обеспечение вы на них используете

Программы должны быть специально разработаны для использования преимуществ нескольких процессоров. В прошлом ‘многопоточное программное обеспечение’ было не так распространено, хотя, поскольку в наши дни практически невозможно купить одноядерный процессор, эта проблема уже не так актуальна, как раньше

Однако важно отметить, что даже если речь идет о многопоточной программе, важно и то, для чего она используется. Например, веб-браузер Google Chrome поддерживает несколько процессов, как и программа для редактирования видео Adobe Premiere Pro

Adobe Premiere Pro поручает разным ядрам работать над различными аспектами вашего монтажа

Учитывая множество уровней, задействованных в видеомонтаже, это имеет смысл, поскольку каждое ядро может работать над отдельной задачей

Adobe Premiere Pro поручает разным ядрам работать над различными аспектами вашего монтажа. Учитывая множество уровней, задействованных в видеомонтаже, это имеет смысл, поскольку каждое ядро может работать над отдельной задачей

Аналогично, Google Chrome поручает разным ядрам работать над разными вкладками. Но здесь кроется проблема. Как только вы открываете веб-страницу на вкладке, она обычно остается статичной. Дальнейшая обработка не требуется; вся остальная работа заключается в хранении страницы в оперативной памяти. Это означает, что даже если ядро может использоваться для фоновой вкладки, в нем нет необходимости

Этот пример Google Chrome является иллюстрацией того, что даже многопоточное программное обеспечение может не дать вам большого прироста производительности в реальном мире

Характеристики процессоров

Итак, открыв прайс-лист какого-либо интернет магазина, ограничив выбор нужным размером экрана и его разрешением, емкостью жесткого диска или производителем ноутбука, получаем n-ое количество вариантов, из которых надо выбрать лучший. Предположим, отфильтровали также по типу процессора, выбрав только те, в которых используется указанная в начале статьи троица.

Напомню (в моем материале, посвященном маркировке процессоров уже это было сказано) что данные CPU бывают в нескольких вариантах – энергоэффективные, но урезанные «U», и «HQ» («HK») – полноценные четырехядерные «камни». Наиболее часто используемые в универсальных ноутбуках первые. Их производительности более чем достаточно для подавляющего большинства программ и, при наличии игрового класса видеокарты, для игр. «HQ» необходимы в случае выбора действительно игровой модели ноутбука или мощной рабочей станции.

Основные характеристики некоторых процессоров поколении Kaby Lake и SkyLake в таблице:

Параметр	i3	i5	i7
Модель	6100U	7100U	6200U	7200U	6500U	7500U
Кол-во ядер/потоков	2/4	2/4	2/4	2/4	2/4	2/4
Базовая частота, ГГц	2.3	2.4	2.3	2.5	2.5	2.7
Макс. Частота, ГГц	2.3	2.4	2.8	3.1	3.1	3.5
Кэш, МБ	3	3	3	3	4	4
Частота граф. Системы, ГГц	1	1	1	1	1.05	1.05
Рекомендуемая цена, $	281.00	281.00	281.00	281.00	393.00	393.00

Рекомендуемые цены (для партий от 1000 шт) взяты с сайта Intel и актуальны на середину марта 2017 года.

Выбор процессора для ноутбука Intel и AMD

В сегменте мобильных решений, к которым относятся ноутбуки, выбор процессора в зависимости от производителя оказывает никакого влияния на производительность системы в целом. То есть, вопрос, что лучше AMD или Intel для ноутбука практически теряет смысл.

Если для стационарных ПК, для каких-то задач хороши АМД (например, для игр нужна многопоточная производительность и работа с большими объёмами памяти), а для каких-то, допустим, работы с базами данных, лучше использовать Интел, то для ноутбука всё совсем по-другому. С учётом принудительного понижения производительности в угоду охлаждению и времени работы, программно-аппаратная «специализация» тех или иных ЦП исчезает.

Грубо говоря, производительность ноутов такова, что нивелирует любую разницу между техническими особенностями реализации тех или иных «изюминок» в каждом ЦП. Практически все ЦП для ноутов, в не зависимости от фирмы-производителя, обладают примерно одинаковым функционалом, а в рамках одного класса – почти одинаковым быстродействием.

Но и это ещё не всё. В силу особенностей рынка ноутов подобная ситуация происходит также и с ценой ЦП. То есть, в рамках одних и тех же моделей ноутбуков (например, у которых вся «начинка» одинаковая, а отличается лишь ЦП – в одном стоит АМД, в другом Интел) разница в цене составляет менее 2-3%, а то и вообще отсутствует.

Можно, конечно сравнивать производительность для подобных ноутбуков, однако, результаты, которые система покажет при этом, будут практически одинаковые.

Частота CPU

Тактовая частота процессора — количество операций (тактов) в единицу времени, а конкретнее — в секунду

Этот параметр идет «рука об руку» с другой не менее важной характеристикой — частотой шины FSB, о которой речь пойдет чуть ниже, и напрямую от нее зависит. Чем выше частота ЦП — тем он производительней, однако, подобная зависимость прослеживается только в рамках одной «линейки» (или по-другому — модельного ряда, как, например, все cpu intel core 2 quad), поскольку кроме тактовой частоты на производительность влияют ряд других параметров

Частота шины FSB. Эта шина представляет из себя набор сигнальных линий, по которым данные поступают в микропроцессор, а также выходят из него. Частота этой шины пропорциональна тактовой частоте процессора, а именно — чем выше частота шины, тем более высокой может быть частота процессора в итоге. К слову, некоторые начинающие (и не только) оверклокеры используют этот прием, а именно — поднимают частоту шины FSB («разгоняют» ее), увеличивая тем самым тактовую частоту процессора.

Центральный процессор

Центра́льный проце́ссор (ЦП; также центра́льное проце́ссорное устро́йство — ЦПУ; англ. central processing unit, CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство) — электронный блок, либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором.

Изначально термин центральное процессорное устройство описывал специализированный класс логических машин, предназначенных для выполнения сложных компьютерных программ. Вследствие довольно точного соответствия этого назначения функциям существовавших в то время компьютерных процессоров он естественным образом был перенесён на сами компьютеры. Начало применения термина и его аббревиатуры по отношению к компьютерным системам было положено в 1960-е годы. Устройство, архитектура и реализация процессоров с тех пор неоднократно менялись, однако их основные исполняемые функции остались теми же, что и прежде.

Двухядерный или четырехядерный ноутбук: какой выбрать?

При выборе ноутбука для работы, игр или просмотра контента, одним из ключевых параметров является количество ядер процессора. Современные ноутбуки могут быть оснащены двухядерным или четырехядерным процессором. Но какой из них выбрать?

Одним из основных преимуществ четырехядерных процессоров является их повышенная производительность по сравнению с двухядерными

Четыре ядра позволяют выполнять несколько задач одновременно, что особенно важно в случае работы с требовательными приложениями, многозадачности или использования виртуализации. Также четырехядерные процессоры обеспечивают более плавную работу с мультимедийным контентом и играми, а также более быструю обработку данных. Однако двухядерные процессоры также имеют свои преимущества

Во-первых, они обычно стоят дешевле, что может быть важным фактором при ограниченном бюджете. Во-вторых, они потребляют меньше энергии, что положительно сказывается на работе от батареи и снижает тепловыделение. Также двухядерные процессоры обычно имеют более высокую тактовую частоту, что может быть важным для определенных задач, требующих высокой производительности одного ядра

Однако двухядерные процессоры также имеют свои преимущества. Во-первых, они обычно стоят дешевле, что может быть важным фактором при ограниченном бюджете. Во-вторых, они потребляют меньше энергии, что положительно сказывается на работе от батареи и снижает тепловыделение. Также двухядерные процессоры обычно имеют более высокую тактовую частоту, что может быть важным для определенных задач, требующих высокой производительности одного ядра.

В итоге, выбор между двухядерным и четырехядерным ноутбуком должен основываться на конкретных потребностях пользователя. Если вы планируете работать с множеством приложений одновременно, делать монтаж видео, запускать сложные игры или заниматься виртуализацией, то рекомендуется выбирать четырехядерный ноутбук. Если же вам необходима небольшая мобильность, вы работаете с базовыми задачами и не планируете запускать тяжелые приложения, то двухядерный процессор будет более приемлемым выбором.

Почему 2-ядерные процессоры все еще популярны?

Если взглянуть на мобильный сегмент электроники, то можно заметить засилье 6-8 ядерных чипов, которые выглядят максимально органично и нагружаются параллельно при выполнении всех задач. Почему так? ОС Android и iOS – довольно молодые системы с высоким уровнем конкуренции, а потому оптимизация каждого приложения – залог успеха продаж девайсов.

С индустрией ПК ситуация иная и вот почему:

Совместимость. При разработке любого ПО разработчики стремятся угодить как новой, так и старой аудитории со слабым железом. На 2-ядерных процессорах делается больший акцент в ущерб поддержки 8-ядерных.

Распараллеливание задач. Несмотря на засилье технологий в 2018 году, заставить программу работать с несколькими ядрами и потоками ЦП параллельно все еще не просто. Если речь заходит за просчет нескольких совершенно разных приложений, то вопросов нет, но когда дело касается вычислений внутри одной программы – тут уже хуже: приходится регулярно просчитывать абсолютно разную информацию, при этом не забывая об успехе задач и отсутствии ошибок при вычислениях.

В играх ситуация еще более интересная, поскольку объемы информации разделить на равные «доли» практически нереально. В итоге получаем следующую картину: один вычислительный блок маслает на 100%, остальные 3 – ждут своей очереди.

Преемственность. Каждое новое решение основывается на предыдущих наработках. Писать код с нуля не только дорого, но и зачастую невыгодно центру разработки, поскольку «людям и этого хватит, а пользователей 2-ядерных чипов все еще львиная доля».

Взять к примеру многие культовые проекты вроде Lineage 2, AION, World of Tanks. Все они создавались на базе древних движков, которые способны адекватно нагрузить лишь одно физическое ядро, а потому здесь основную роль при вычислениях играет только частота чипа.

Финансирование.

Стоимость ее разработки перевалила за добрые 200 млн долларов, что само по себе уже очень дорого. Да, игра оказалась успешной, поскольку кредит доверия Rockstar в среде игроков был огромен. А если бы это был молодой стартап? Тут уже сами все понимаете.

Отличия 2-ядерных чипов от 4-ядерных

Рассмотрим основные моменты, которые отличают первую категорию чипов от второй. На аппаратном уровне можно заметить, что отличается только количество вычислительных блоков. В остальных случаях, ядра объединены высокоскоростной шиной обмена данными, общим контроллером памяти для плодотворной и оперативной работы с ОЗУ.

В теории 4-ядерные решения должны быть быстрее и мощнее в 2 раза, поскольку выполняют на 100% больше операций за такт (возьмем за основу идентичную частоту, кэш, техпроцесс и все прочие параметры). Но на практике ситуация меняется совершенно нелинейно.

Но здесь стоит отдать должное: в многопотоке вся сущность 4 ядер раскрывается в полной мере.

Что такое четырехъядерный процессор?

Четырехъядерный процессор — это центральный процессор, состоящий из 4 процессоров. Многоядерность позволяет производителям чипов повышать производительность без увеличения тактовой частоты.

Затем операционная система может разделить вычислительную нагрузку между несколькими процессорами, чтобы ускорить работу. Примеры четырехъядерных процессоров включают AMD Phenom X4, Intel Core 2 Quad и другие.

Четырехъядерные процессоры имеют много преимуществ. Они могут выполнять больше задач одновременно, поэтому можно говорить о четырехъядерной производительности. Четырехъядерные процессоры обеспечивают многозадачность. Одноядерный процессор не может запустить программу, которая использует много ресурсов, например VLC.

Однако четырехъядерный процесс может справиться с этой задачей, поскольку VLC может использовать свое ядро. Четырехъядерные процессоры могут выполнять задачи, не требующие интенсивной обработки, а считается, что четырехъядерные процессоры потребляют очень мало энергии.

У четырехъядерных процессоров много недостатков. Они потребляют больше энергии, чем одноядерные или двухъядерные процессоры. Человеку нужно будет купить системы охлаждения, чтобы остановить нагрев ноутбука. Это дорогостоящая процедура, поскольку в смартфонах недостаточно памяти, поэтому системы охлаждения не нужны.

Четырехъядерные процессоры могут быть подключены к одной шине с одним пулом кэш-памяти. Ядро может хранить до 8 МБ кэш-памяти. Четырехъядерный процессор имеет 2 МБ кэш-памяти на ядро. Поэтому покупать четырехъядерный процессор с достаточным объемом кэш-памяти дороже.

Есть ли польза от многоядерных процессоров?

Безусловно, да. Одновременно компьютер занимается несколькими задачами — хотя бы работа Windows (кстати, это сотни разных задач) и, в тот же момент, проигрывание фильма. Проигрывание музыки и просмотр интернета. Работа текстового редактора и включённая музыка. Два процессорных ядра — а это, по сути, два процессора, справятся с разными задачами быстрее одного. Два ядра сделают это несколько быстрее. Четыре — ещё быстрее, чем два.

В первые годы существования технологии многоядерности далеко не все программы умели работать даже с двумя ядрами процессора. К 2014 году подавляющее большинство приложений отлично понимают и умеют пользоваться преимуществами нескольких ядер. Скорость обработки задач на двухядерном процессоре редко увеличивается в два раза, но прирост производительности есть почти всегда.

Поэтому укоренившийся миф о том, что, якобы, программы не могут использовать несколько ядер — устаревшая информация. Когда-то действительно было так, сегодня ситуация улучшилась кардинально. Преимущества от нескольких ядер неоспоримы, это факт.

Как посмотреть какая архитектура используется

Узнать, какая архитектура принята для вашего процессора, можно попробовать через спецификации. Но на самом деле, там эта информация может и не встретиться. Лучше воспользоваться программами, которые предоставляют больше данных о ваших ПК, вроде CPU-Z.

Используя CPU-Z, будет легко разобраться, как узнать какая сборка инструкций принята для ЦП. Ведь здесь будет поле Instructions в первом же окне. Здесь подробнее, какими инструкциями пользуется ваш процессор, а также его архитектура. Обычно она предпоследняя в строчке.

Конечно того, что я рассказал вам сегодня, недостаточно, чтобы разобраться, что это такое — архитектуры процессора. Но общее представление о том, почему эта тема не такая простая, у вас теперь есть. А если захотите узнать больше, подпишитесь на мои социальные сети, чтобы новые публикации не прошли мимо вас. Всего доброго!

Производство

Можно смело заявлять, что процессоры делаются из обыкновенного песка. Дело в том, что песок — идеальный источник кремния, из которого и состоят ядра процессора. С помощью доменных печей и ряда химических реакций добывается кремний с чистотой 99,9999999%. Он заливается в специальную форму, после остывания получается кремниевый цилиндр весом около центнера и размером с человека. С помощью специальной резки этот цилиндр нарезается на тончайшие диски диаметром около 50 см.

Эти диски полируются до зеркального блеска, затем с помощью мощного пучка света и хорошей линзы на поверхности создается структура процессора. На нее сверху с помощью специальных веществ наращиваются транзисторы, о которых мы говорили ранее. Транзисторы — полупроводниковые элементы, из которых состоят ядра. Здесь нужно упомянуть такое определение, как техпроцесс. Он стал одним из путей эволюции процессора. Техпроцесс — толщина создаваемых транзисторов. Чем она меньше, тем больше транзисторов влезет в одно ядро, тем больше данных они могут обработать.

Современные процессоры создаются по техпроцессу 14 нм, в 2019 анонсировано появление техпроцесса 10 нм. После наращивания транзисторов нужное количество ядер помещается в корпус, который в итоге видит потребитель.

Что такое двухъядерный процессор?

Двухъядерный ЦП — это центральный процессор, состоящий из двух процессоров.Каждый процессор оснащен своими контроллерами, что позволяет двухъядерному процессору работать более эффективно и результативно, чем одноядерным процессорам. Они могут выполнять задачи быстрее, потому что есть два процессора. AMD X2, Intel Core Duo и другие являются примерами двухъядерных технологий.

Двухъядерные процессоры более эффективны, чем одноядерные, что является одним из многих преимуществ. Двухъядерные процессоры могут разделить данные на несколько блоков для обработки. Повышение производительности может быть полезным при одновременном запуске более одного процесса.

Процессоры компьютеров обычно вынуждены останавливаться при переключении между потоками. Однако двухъядерные процессоры могут одновременно обрабатывать два параллельных потока. Этот процесс известен как гиперпоточность. Двухъядерный процессор может обеспечить лучшее время автономной работы и более высокую тактовую частоту, чем многоядерный процессор.

Двухъядерные процессоры имеют некоторые недостатки. Благодаря более высокой тактовой частоте одноядерный центральный процессор (ЦП) может обогнать двухъядерный ЦП. При выполнении одной задачи одноядерный процессор с частотой 3,8 ГГц может быть эффективнее двухъядерного с частотой 1,8 ГГц.

Некоторые программы нельзя запускать на двухъядерных процессорах. Двухъядерные процессоры не могут выполнять несколько задач одновременно, поскольку многоядерные процессоры могут выполнять гиперпоточность быстрее, чем ЦП только с четырьмя ядрами.

Четырехъядерный процессор

Следующим логическим шагом стало появление процессоров уже с четырьмя ядрами. Интересно, что с ростом количества ядер значение тактовой частоты не имело уже такой большой роли, а количество потребляемой электроэнергии значительно снизилось.

В классическом одноядерном компьютере иллюзия многозадачности достигалась с помощью одного хитрого фокуса: компьютер выполнял несколько задач, постоянно переключаясь с одной на другую. Это весьма похоже на нерадивую хозяйку, которая должна успеть сварить обед, навести порядок в доме и сходить за покупками – и все это за совершенно небольшой промежуток времени. Вот и будет она метаться от одного к другому, при этом ничего не успевая.

Но если ей на помощь придут ее подруги, то дело пойдет значительно лучше. Каждая возьмет на себя одно дело и вместе они закончат все домашние занятия в установленный срок.

Эта аналогия хорошо помогает понять принципиальное отличие одноядерного процессора от многоядерного.

Подбираем процессор для ноутбука под свои задачи

В первую очередь при выборе оптимального варианта CPU для апгрейда компьютерного устройства или в составе готовой сборки, нужно как можно чётче определить цель покупки. Если девайс предполагается для работы, следует рассматривать, для какой именно, интернет-сёрфинг и набор текста или профессиональная работа с графикой и видеомонтажом – в каждом из случаев придётся выбрать подходящий по требованиям процессор ноутбука. Свои требования и для геймерских устройств

Подобрать процессор ноутбука важно так, чтобы девайс справлялся с поставленными задачами, при этом минимально расходовал энергию на охлаждение чипа и оставался автономным. Сохранение автономности для ноутбука является не последним фактором, в отличие от стационарных ПК

На что в процессоре обратить внимание

Выбирая ноутбук, мы выбираем сразу и его процессор. Однако у нас уже есть свои сценарии работы, свои любимые занятия, свои предпочтения. Поэтому разные параметры процессора по-разному сказываются при разном использовании ноутбука. Рассмотрим на примерах:

Количество ядер. В своё время (лет десять-двенадцать назад) считалось, что чем больше ядер, тем лучше. Однако не факт: не все задачи поддаются распараллеливанию на много процессов. Многоядерные процессоры хороши, когда вы одновременно запускаете много мелких задач (например, офисный пакет, браузер, какие-нибудь лёгкие игры) или один процесс, который хорошо разбивается на мелкие (скажем, обработка фото или видео). Для просмотра тяжёлого видео или серьёзных игр лучше подойдут процессоры с меньшим числом ядер, но большей тактовой частотой.
Тактовая частота (измеряется в гигагерцах). В теории тоже чем больше, тем лучше. На самом деле производительный процессор активно кушает ресурс батареи и стоит серьёзных денег, а для большинства повседневных задач рекордная мощь и не нужна.
Кэш-память и частота системной шины. Чем они больше, тем лучше. Это всё, что достаточно знать.

Остальные параметры (сокет, совместимые чипсеты и т.д.) пусть вас вообще не волнуют. О том, чтобы процессор был совместим с другими комплектующими, изначально позаботился производитель ноутбука. А менять процессор самостоятельно вы вряд ли будете. Если же вдруг будете, то предварительно изучите вопрос уже по мере надобности.

Как узнать, какой процессор на ноутбуке? Обычно это пишут в спецификациях модели. Одного названия модели мало. Особенность рынка ноутбуков такова, что под одним и тем же именем могут появляться модели с самой разной начинкой, в том числе разными процессорами, даже от разных производителей.

Поэтому уточните у продавца производителя и модель процессора вот этого конкретного ноутбука, который вам понравился. А, чтобы убедиться – зайдите при возможности в Панель управления, откройте раздел «Система и безопасность», а там вкладку «Система». Там и отображается, какой процессор установлен в ноутбуке.

Если у вас есть выбор: купить за одну и ту же сумму ноутбук с мощным процессором, но нехваткой памяти и места, или менее мощный, но с большим объёмом памяти и более ёмким HDD, то первый вариант лучше. По крайней мере, впоследствии вы сможете сами добавить памяти или заменить винчестер, а с процессором такие операции будут куда проблемнее.

Краткий итог статьи «Вся правда о многоядерных процессорах». Вместо конспекта

Ядро процессора — его составная часть. Фактически, самостоятельный процессор внутри корпуса. Двухядерный процессор — два процессора внутри одного.
Многоядерность сравнима с количеством комнат внутри квартиры. Двухкомнатные лучше однокомнатных, но лишь при прочих равных характеристиках (расположение квартиры, состояние, площадь, высота потолков).
Утверждение о том, что чем больше ядер у процессора, тем он лучше — маркетинговая уловка, совершенно неверное правило. Квартиру ведь выбирают далеко не только по количеству комнат, но и по её расположению, ремонту и другим параметрам. Это же касается и нескольких ядер внутри процессора.
Существует «виртуальная» многоядерность — технология Hyper-Threading. Благодаря этой технологии, каждое «физическое» ядро разделяется на два «виртуальных». Получается, что у 2-ядерного процессора с Hyper-Threading лишь два настоящих ядра, но эти процессоры одновременно обрабатывают 4 вычислительных потока. Это действительно полезная «фишка», но 4-поточный процессор нельзя считать четырёхядерным.
Для настольных процессоров Intel: Celeron — 2 ядра и 2 потока. Pentium — 2 ядра, 2 потока. Core i3 — 2 ядра, 4 потока. Core i5 — 4 ядра, 4 потока. Core i7 — 4 ядра, 8 потоков. Ноутбучные (мобильные) CPU Intel имеют иное количество ядер/потоков.
Для мобильных компьютеров часто важнее экономичность в энергопотреблении (на практике — время работы от батареи), чем количество ядер.