Çok çekirdekli işlemci: ne olduğu ve ne için olduğu

Genel eğilim, kişisel bir bilgisayarın içinde çok çekirdekli bir işlemci bulmaktır, bu yüzden ne hakkında konuştuğumuzu hala bilmiyorsanız, bu işlemcilerle tanışma zamanı gelmiştir. Aslında, neredeyse on yıldır bizimle birlikteydiler, bize bilgi işlemek için daha fazla güç ve daha fazla kapasite sağlayarak, makinemizi masaüstü bilgisayarlarla gerçek veri merkezlerine dönüştürüyorlar.

İçindekiler dizini

Çok çekirdekli işlemciler, önce büyük şirketlerin ve veri merkezlerinin tüketimi ve daha sonra normal kullanıcılar için piyasada devrim yarattı ve böylece yüksek performanslı ekipmanların yeni bir çağına girdi. Akıllı telefonumuzda bile çok çekirdekli işlemciler var.

Bilgisayardaki işlemcinin işlevi nedir

Ancak bunun çok çekirdekli işlemcilerle ilgili ne olduğunu görmeye başlamadan önce, bir işlemcinin gerçekten ne olduğunu tanımlamak için biraz bellek yenilemeye değer. Belki de bu noktada aptalca görünüyor, ama herkes şimdiki çağdaki bu temel bileşeni bilmiyor ve zamanı geldi.

İşlemci, CPU veya Merkezi İşlem Birimi, transistörler, mantık kapıları ve görevleri ve talimatları yerine getirebilecek elektrik sinyallerine sahip hatlardan tasarlanmış bir elektronik devreden oluşur. Bu talimatlar bir bilgisayar programı ve bir insanın veya hatta diğer programların etkileşimi (veya değil) tarafından oluşturulur. Bu sayede verilere dayalı üretken görevleri bilgisayarlar üzerinden gerçekleştirebiliyoruz.

Bilgisayar ve başka herhangi bir elektronik cihaz , işlemci olmadan tasarlanamadı. Az çok karmaşık olabilir, ancak belirli bir görevi yerine getirebilen herhangi bir cihaz, elektrik sinyallerini verilere ve hatta insanlar için yararlı montaj hatları gibi fiziksel görevlere dönüştürmek için bu üniteye ihtiyaç duyar.

İşlemcinin çekirdeği nedir

Diğer herhangi bir bileşen gibi, işlemci de içindeki farklı elemanlardan oluşur. Bu elemanlar mimarisi kombinasyonuna diyoruz ve şu anda bilgisayarımızın işlemcisinde sahip olduğumuz x86, bir araya getirerek bu talimatları sadece hesaplayarak hesaplayabilen bir dizi kod, parametre ve elektronik bileşen mantıksal ve aritmetik işlemler.

CPU iç yapısı

Bir işlemcinin çekirdeği veya çekirdeği, tüm bu bilgilerin işlenmesinden sorumlu olan birim veya tümleşik devredir. Fonksiyonel bir mantıksal yapı ile donatılmış milyonlarca transistörden oluşan bu program, programların çalışmasına izin veren sonuçlar üretmek için işlenenler ve operatörler şeklinde giren bilgileri işleme kapasitesine sahiptir. O zaman bir işlemcinin temel varlığıdır.

Sizi seslendirmek için, işlemcinin çekirdeği şu ana unsurlardan oluşur:

• Kontrol ünitesi (UC): işlemcinin, bu durumda çekirdeğin çalışmasını senkronize olarak yönetmekten sorumludur. Farklı bileşenlere (CPU, RAM, çevre birimleri) elektrik sinyalleri şeklinde emirler verir, böylece senkronize çalışırlar. Aritmetik-mantıksal birim (ALU): tüm mantıksal ve aritmetik işlemlerin aldığı verilerle tamsayılarla gerçekleştirilmesinden sorumludur.Kayıtçılar: kaydedilen talimatların ve yapılan işlemin sonuçlarının depolanmasına izin veren hücrelerdir.

Daha fazla çekirdek ne için?

Üreticilerin şimdiye kadarki en güçlü ve en hızlı ürüne sahip olma yarışları var ve elektronikte farklı değil. Gününde, 1 GHz'den daha fazla frekansa sahip bir işlemci oluşturmak bir kilometre taşıydı. Bilmiyorsanız GHz bir işlemcinin gerçekleştirebileceği işlem sayısını ölçer

GHz: hesaplamada gigahertz nedir ve nedir

Daha fazla GHz'e sahip olma yarışı

1 GHz'e ulaşan ilk işlemci 1992 yılında DEC Alpha idi, ancak kişisel bilgisayarlar için CPU söz konusu olduğunda , Pentium III ve AMD ile Intel'in bu rakamlara ulaşan işlemcileri ile Intel'in 1999'a kadar olmadığıydı.. Şu anda üreticilerin aklında sadece bir şey vardı, " daha fazla GHz daha iyi ", çünkü birim zaman başına daha fazla işlem gerçekleştirilebiliyordu.

Birkaç yıl sonra, üreticiler işlemcilerinin GHz sayısında bir sınır buldular, neden? çünkü çekirdeğinde meydana gelen muazzam miktarda ısı nedeniyle, kullanılan malzemelerin ve soğutucuların bütünlüğünü sınırlandırmak. Aynı şekilde, frekansın arttırıldığı her Hz için tüketim tetiklenmiştir.

Daha fazla çekirdek elde etme yarışı

Bu sınırda, üreticiler bir paradigma değişikliği yapmak zorunda kaldı ve yeni hedef bu şekilde ortaya çıktı, " daha fazla çekirdek daha iyi." Çekirdek operasyonları yapmaktan sorumlu ise, o zaman iki, üçe katlayabildiğimiz çekirdek sayısını artırabiliriz… yapılabilecek operasyon sayısını. Açıkçası öyle, iki çekirdek ile aynı anda iki işlem yapabiliriz ve dördü ile bu işlemlerden 4'ünü yapabiliriz.

Intel Pentium Extreme Edition 840

Intel'in NetBurst mimarisi ile 10 GHz'e ulaşması için belirlenen hedef geride kaldı, en azından normal kullanıcılar için mevcut olan soğutma sistemleri ile bugüne kadar ulaşılamayan bir şey. Bu nedenle, güç ve işleme kapasitesinde iyi ölçeklenebilirlik elde etmenin en iyi yolu, belirli sayıda çekirdeğe ve belirli bir frekansa sahip işlemcilere sahip olmaktı.

Çift çekirdekli işlemciler, iki ayrı işlemci üreterek ya da daha iyisi, iki DIE'yi (devreleri) tek bir yongaya entegre ederek uygulamaya başladı. Böylece, önbellek, otobüsler vb.Gibi diğer bileşenlerle iletişim yapısının uygulanması için daha fazla karmaşıklık gerektirmesine rağmen, anakartlarda çok fazla yer tasarrufu sağlar.

Birden fazla çekirdeğe sahip ilk işlemciler

Bu noktada, piyasaya çıkan ilk çok çekirdekli işlemcilerin hangileri olduğunu bilmek oldukça ilginç. Tahmin edebileceğiniz gibi, başlangıçlar her zaman olduğu gibi sunucularda kurumsal kullanım ve her zamanki gibi IBM içindi. İlk çok çekirdekli işlemci, 2001 yılında üretilen tek bir DIE üzerinde iki çekirdekli ve 1.1 GHz temel frekanslı IBM POWER4 idi.

Ancak, kullanıcıların masaüstü bilgisayarlarında toplu tüketim için ilk çift çekirdekli işlemcilerin 2005 yılına kadar ortaya çıkmadığı görülüyor. Intel, daha sonra AMD Athlon X2'yi yayınlayan HiperThreading özellikli Intel Pentium Extreme Edition 840 ile birkaç hafta önceden AMD'den cüzdanı çaldı.

Bundan sonra, üreticiler bir koşuya çıktı ve transistörlerin minyatürleştirilmesiyle, gelişigüzel çekirdekler sunmaya başladı. Şu anda üretim süreci, AMD tarafından 3. nesil Ryzen'de uygulanan 7 nm ve Intel tarafından uygulanan 12 nm transistörlere dayanmaktadır. Bununla aynı çipte daha fazla sayıda çekirdek ve devreyi tanıtmayı başardık, böylece işleme gücünü artırdık ve tüketimi azalttık. Aslında, piyasada AMD'nin Threadripper'ları olan 32 çekirdeğe kadar işlemcimiz var.

İşlemcinin çekirdeklerinden yararlanmak için neye ihtiyacımız var?

Mantık çok basit görünüyor, çekirdekleri yerleştiriyor ve eşzamanlı süreçlerin sayısını artırıyor. Ancak ilk başta bu, donanım üreticileri ve özellikle yazılım yaratıcıları için gerçek bir baş ağrısıydı.

Ve programlar sadece bir çekirdek ile çalışmak üzere tasarlanmış (derlenmiş). Fiziksel olarak birden fazla eşzamanlı işlem yapabilmek için sadece bir işlemciye ihtiyacımız yok, aynı zamanda bu talimatları üreten programın mevcut çekirdeklerin her biri ile iletişim kurarak bunu yapabilmesi gerekir. İşletim sistemleri bile aynı anda birden çok çekirdeği verimli bir şekilde kullanabilmek için mimarilerini değiştirmek zorunda kaldı.

Bu şekilde, programcılar çalışmaya başladı ve yeni programları çok çekirdekli destekle derlemeye başladı, böylece şu anda bir program bilgisayarda bulunan tüm çekirdekleri verimli bir şekilde kullanabiliyor. Böylece icra iş parçacıklarını gerekli miktara çarpmak. Çünkü eğer çekirdeklere ek olarak, yürütme ipliği kavramı da ortaya çıktı.

Çok çekirdekli bir işlemcide, bir programın yürüttüğü süreçleri paralelleştirmek önemlidir; bu, her çekirdeğin bir görevi birbiri ardına paralel olarak ve ard arda ard arda gerçekleştirmeyi ima ettiği anlamına gelir. Bir programdan aynı anda farklı görevler oluşturmanın bu yöntemine süreç iş parçacığı, iş parçacığı, iş parçacığı veya basitçe İngilizce Konular denir. Hem işletim sistemi hem de programlar, işlemcinin tam gücünden yararlanmak için paralel işlem iş parçacıkları oluşturabilmelidir. Bu, CAD tasarımının, video düzenlemesinin veya programlarının çok iyi yaptığı, oyunların bir yolu olduğu için yüksektir.

İşlemcinin konuları nelerdir? Çekirdek ile farklar

HyperThreading ve SMT

Yukarıdakilerin bir sonucu olarak, işlemci üreticilerinin teknolojileri ortaya çıkıyor. Aralarında en ünlüsü, Intel'in işlemcilerinde kullanmaya başladığı HyperThreading'dir ve daha sonra AMD, önce CMT teknolojisiyle ve daha sonra SMT'ye (Eşzamanlı Çoklu Diş Açma) bir evrim geçirerek kendi başına yapacaktır .

Bu teknoloji bir arada iki çekirdeğin varlığından oluşur, ancak bunlar gerçek çekirdekler değil, mantıksal olarak, programlamada iş parçacıkları veya iş parçacıkları olarak adlandırılır. Daha önce bunun hakkında konuşmuştuk. Fikir, çekirdekler arasındaki iş yükünü bir kez daha bölmek, iş parçacıklarında gerçekleştirilecek görevlerin her birini bir çekirdek serbestken yürütülecek şekilde bölümlere ayırmaktır.

Örneğin, sadece iki çekirdeği olan, ancak bu teknolojiler sayesinde 4 iş parçacığı olan işlemciler var. Intel bunu yüksek performanslı Intel Core işlemcilerinde ve dizüstü bilgisayar işlemcilerinde kullanır, AMD ise tüm Ryzen işlemcilerinde uyguladı.

HyperThreading nedir?

İşlemcimin kaç çekirdeği olduğunu nasıl öğrenebilirim?

Çekirdeklerin ne olduğunu ve hangi ipliklerin olduğunu ve çok çekirdekli bir işlemci için önemini zaten biliyoruz. Yani son olarak , işlemcimizin kaç tane çekirdeğe sahip olduğunu nasıl bilebiliriz.

Örneğin bazen "msiconfig" aracında çekirdek veya işlemciler adıyla görüneceği için Windows'un bazen çekirdekler ve iş parçacıkları arasında ayrım yapmadığını bilmelisiniz. Görev Yöneticisi'ni açar ve performans bölümüne gidersek, CPU'nun çekirdek ve mantıksal işlemci sayısının göründüğü bir liste görebiliriz. Ancak bize gösterilecek grafikler, tıpkı Performans İzleyicisi'nde açarsak görünen gibi, doğrudan mantıksal çekirdeklerin grafikleri olacaktır.

İşlemcimin kaç çekirdeği olduğunu nasıl öğrenebilirim?

Sonuç ve ilginç bağlantılar

Sonuna geldik ve çok çekirdekli işlemcinin ne olduğunu ve konuyla ilgili en önemli kavramları değerli bir şekilde açıkladığımızı umuyoruz. Şu anda 32 çekirdeğe ve 64 iş parçacığına sahip gerçek canavarlar var. Ancak bir işlemcinin etkili olması için, yalnızca çekirdek sayısı ve sıklığı değil, aynı zamanda nasıl kurulduğu, veri yollarının verimliliği ve iletişim ve çekirdeklerinin çalışma şekli de önemlidir. AMD'nin bir adım önünde. Intel'in en güçlü masaüstü işlemcilerinden daha iyi performans vaat eden yeni Ryzen 3000'leri yakında göreceğiz, bu yüzden incelemelerimizi takip etmeye devam edin.

Konu hakkında sorularınız veya puanlarınız varsa veya bir şeyi açıklığa kavuşturmak istiyorsanız, aşağıdaki yorum kutusunu kullanarak sizi davet ediyoruz.