Что такое логические процессоры
Обновлено: 03.07.2024
Ядра ЦП и логические процессоры. Есть ли между ними разница? При покупке нового ноутбука или процессора. А вы посмотрите характеристики. Вы столкнетесь с этими двумя.
Иногда вы даже встречаете их в рекламных объявлениях. Чаще всего вы знаете, что чем больше ядер у вашего ноутбука или ПК.
Чем выше производительность. Но относится ли это к потокам ЦП и логическим процессорам? Чем больше, тем лучше?
Как логические процессоры соотносятся с ядрами ЦП? Вот что вам нужно знать о ядрах ЦП и логических процессорах.
Ядра ЦП и логические процессоры — в чем разница?
Центральные процессоры (ЦП) — это мозг компьютеров и смартфонов. Они так важны в той мере, что без них. Ваше устройство почти мертво. Процессоры выполняют инструкции.
От копирования файлов, запуска приложений, загрузки вашего устройства и т. д. Поскольку процессоры важны и необходимы для работы этих электронных устройств.
Улучшения были сделаны, чтобы сделать ЦП лучше и быстрее. Когда был создан первый компьютер, у него был только один ЦП или ядро ЦП.
Это означает, что он должен был выполнять одну задачу за раз. Кроме того, скорость ЦП также влияла на скорость выполнения этой задачи.
Поэтому для повышения скорости было увеличено количество ядер и скорость ЦП. Это позволило ускорить выполнение инструкций и изобрести многоядерные процессоры.
Примечание. Процессоры и ядра ЦП — это не одно и то же. Вы можете думать о процессорах как о доме, а ядра процессора как о спальнях. Процессоры содержат ядра ЦП.
Проще говоря, ядра — это физические мозги вашего компьютера.
Логические процессоры, с другой стороны, — это нефизические процессоры, которые ваша ОС идентифицирует как физические процессоры. Например, мой ноутбук двухъядерный и имеет четыре логических процессора.
DXDIAG идентифицирует мой ноутбук как четырехъядерный. Хотя он двухъядерный. Это связано с тем, что ОС идентифицирует двухъядерный процессор как четырехъядерный из-за логических процессоров. В то время как CPU-Z говорит, что он двухъядерный.
Что такое гиперпоточность?
Гиперпоточность — основная причина, по которой DXDIAG определил мой двухъядерный процессор как четырехъядерный. Одновременная многопоточность (SMT) называется Hyperthreading в Intel и Clustered Multi-Threading (CMT) в AMD.
Именно из-за гиперпоточности или одновременной многопоточности операционная система воспринимает одно ядро как два логических ядра.
До гиперпоточности операционные системы отвечали за планирование выполняемых процессов в зависимости от их важности. Из-за этого ядро ЦП могло выполнять только один поток за раз.
С правой стороны найдите ядра. Как только вы увидите количество ядер. Просто умножьте его на два, и вы узнаете общее количество потоков.
Он также показывает количество логических процессоров вашего ядра ЦП.
Диспетчер устройств
Нажмите кнопку Windows и введите Диспетчер устройств в меню поиска. И нажмите на нее. Когда откроется Диспетчер устройств.
Перейдите к раскрывающемуся меню "Процессоры". Помните ранее в статье, где упоминалось, что операционная система видит ядро ЦП с двумя потоками как два виртуальных ядра или логических процессора?
То же самое происходит и здесь. В этом случае, поскольку мой процессор имеет 4 потока, операционная система Windows видит, что мой ноутбук имеет четыре ядра, тогда как у меня только два ядра.
Если у вас четыре ядра и 8 потоков. ОС Windows увидит, что ваш процессор имеет 8 ядер, а не четыре. Простое деление числа ядер, показанного в Диспетчере устройств, даст вам истинное количество ядер.
Влияют ли ядра и логические процессоры на производительность?
На вычислительную мощность компьютера влияют три фактора: скорость процессора, количество ядер, потоков и логических процессоров.
Это означает, что ядро ЦП с несколькими потоками будет быстрее, чем ядро ЦП без потоков, т. е. если они имеют одинаковую скорость ЦП и ядра.
Возможно также, что у них одинаковое количество потоков, логических процессоров и ядер. Именно здесь скорость процессора становится важной.
Если скорость процессора A выше, чем скорость процессора B. Тогда ЦП А будет быстрее и мощнее, чем ЦП Б.
Это показывает, насколько сильно ядра, потоки, логические процессоры и скорость ЦП влияют на производительность. Так что в определении, кто из них быстрее. Вы должны учитывать три вещи:
- Количество ядер ЦП
- Количество потоков и логических процессоров
- Частота ЦП (ГГц)
Взгляните на картинку выше. Сравнивается производительность Intel Core i7-7700HQ и Intel Core i5-8250U. Оба имеют одинаковое количество ядер и потоков.
Но Intel Core i7-7700HQ имеет более высокую скорость процессора, чем Intel Core i5-8250U. И поэтому он будет быстрее из двух, даже если он старше. Изображение было взято из userbenchmark.
FAQ: часто задаваемые вопросы
Что означает 2 ядра и 4 логических процессора?
Центральный процессор (ЦП) — это центр управления и мозг вашего компьютера и смартфона. Потоки — это процессы или программирование ЦП, которые позволяют одному ЦП вести себя как несколько ядер.
Современные компьютеры имеют несколько ядер и логических процессоров. Это позволяет эффективно и быстро выполнять несколько задач.
Итак, если у вас есть ноутбук или ПК с 2 ядрами и 2 потоками на ядро. Потом по формуле. У вас будет 2 ядра и 4 логических процессора.
Итак, теперь ваш ноутбук или ПК с 2 ядрами будет вести себя так, как если бы у него было 4 ядра.
Количество ядер ЦП * количество потоков на ядро = общее количество логических процессоров/ядер
Можно ли иметь больше логических процессоров, чем ядер?
Да и нет. В некоторых случаях количество ядер будет равно количеству логических процессоров. В большинстве случаев логические процессоры — это больше, чем ядра.
Являются ли ядра лучше, чем логические процессоры?
Это не так много, что лучше. Но вопрос в том, сколько ядер и логических процессоров у компьютера.
Чем больше ядер в процессоре, тем лучше?
Да. Чем выше количество ядер. Чем мощнее процессор. Если вы посмотрите вокруг, самые мощные процессоры имеют множество ядер.
Заключительные мысли
Современные ЦП могут работать в многозадачном режиме и эффективно и быстро выполнять задачи. И с добавлением логических процессоров. Процессоры могут справиться с самыми сложными задачами.
Подводя итог, можно сказать, что ядра ЦП являются физическими, а логические процессоры – это произведение ядер ЦП на количество потоков на ядро
.Программный жаргон может сбивать с толку. Существуют физические процессоры, ядра, потоки, переключатели контекста, логические процессоры, не говоря уже обо всех других аспектах, таких как кеш, TDP, тактовая частота и т. д.
В чем же разница между физическими ядрами и логическими процессорами? Что ж, как следует из названия, физические ядра — это просто физические единицы на процессоре. Принимая во внимание, что логические процессоры — это программная абстракция.
Логические процессоры также связаны с потоками. Они поддерживаются технологией Hyper-Threading, встроенной в некоторые процессоры Intel (Hyper Transport в AMD).
При включенной многопоточности вы фактически получаете два потока на ядро.
Таким образом, если у вас есть 6-ядерный процессор, такой как процессор Intel Core i7-8750H, с поддержкой гиперпоточности, вы фактически получаете 12 потоков, работающих одновременно. Следовательно, можно сказать, что у вас 12 логических ядер.
Поэтому, вкратце, Логические ядра — это количество Физических ядер, умноженное на количество потоков, которые может выполнять каждое ядро. Благодаря технологии Hyper-threading каждое физическое ядро может выполнять два потока.
Я знаю, что это жаргонизм.
Итак, давайте посмотрим, что означает каждый из этих терминов по отдельности.
Понимание разницы между физическими ядрами и логическими процессорами
Больше физических ядер против большего количества логических процессоров
Логический процессор НЕ увеличивает количество имеющихся у вас физических ядер. Логические процессоры — это всего лишь способ повысить эффективность ваших нынешних ядер. Их количество и скорость обработки информации не увеличиваются.
Помните следующее ЭФФЕКТНОЕ ПРАВИЛО: больше физических ядер ВСЕГДА лучше, чем большее количество логических ядер.
Возможно, у вас возникнет соблазн купить процессор с 2 физическими ядрами и 2 дополнительными потоками, что в сумме даст вам 4 логических процессора. Однако это не то же самое, что иметь 4 физических ядра.
Другими словами, двухъядерный процессор с поддержкой Hyper-Threading менее мощный, чем четырехъядерный процессор без поддержки Hyper-Threading.
Мы рекомендуем прочитать оставшуюся часть статьи, так как в ней кратко объясняются основные термины.
Что такое ядро?
Ядро — это физический объект на процессоре. До того, как появились ядра, никогда не было беспокойства о том, сколько ядер у процессора, а сколько нет. Тогда у каждого процессора был один набор «компонентов», таких как ALU, регистры, кеш и т. д.
В настоящее время все стало намного сложнее. Почти все процессоры имеют как минимум два ядра.Каждое из ядер имеет отдельное АЛУ, регистры и Кэш.
На этом изображении хорошо представлена архитектура процессора. Как видите, этот процессор имеет четыре ядра, каждое из которых имеет собственный кэш. Внутри у каждого будет свой набор компонентов и схем.
Каждое ядро может иметь базовую скорость от 1 ГГц до 3 ГГц. Например, процессоры Intel Celeron имеют базовую частоту 1 ГГц на ядро. С другой стороны, процессор Intel Core i7 может иметь базовую тактовую частоту около 3,5 ГГц на ядро и 4,90 ГГц в режиме Turbo на ядро.
Турбочастота включается, когда вы выполняете ресурсоемкие задачи, например игры. Однако, когда процессор переходит в идеальное состояние или при работе с нетребовательными задачами, такими как обработка текстов, он возвращается к базовой частоте. Это делается для уменьшения выделяемого тепла и потребляемой мощности.
Теперь возникают вопросы
Зачем так много ядер вместо одного мощного одноядерного процессора?
Как правило, так было до появления ядер. Например, Pentium II, флагманский процессор 1997 года, имел одно ядро. Его тактовая частота значительно улучшилась по сравнению с Pentium I. Точно так же Pentium III, флагманский процессор 1999 года, улучшил тактовую частоту Pentium II.
Так зачем вводить больше ядер?
В конце концов улучшение тактовой частоты достигло физического предела. Они просто не могли охлаждаться достаточно эффективно, чтобы поддерживать точную производительность. Кроме того, они просто будут потреблять много энергии, чтобы быть осуществимыми.
Это дало начало ядрам. Идея заключалась в том, что два ядра, работающие на более низких скоростях, будут потреблять меньше энергии и выделять меньше тепла по сравнению с одним ядром, работающим на сверхвысокой скорости.
Многозадачность
Помимо проблем с нагревом, еще одной проблемой одноядерного процессора было отсутствие возможности многозадачности.
Есть такая вещь, как служебная информация при переключении контекста. Переключение контекста происходит, когда ЦП должен переключиться с одной задачи на другую. Поэтому, если вы печатаете что-то в Microsoft Word и вдруг переключаетесь на свой интернет-браузер, процессор должен переключиться на совершенно другой процесс. Это снижает производительность.
Поэтому с точки зрения эффективности одноядерный процессор должен быть чрезвычайно быстрым и энергоемким, чтобы соответствовать производительности многоядерного процессора, работающего на более низкой тактовой частоте. По сути, он должен иметь возможность компенсировать накладные расходы на переключение контекста.
Простейшие многоядерные процессоры могут обрабатывать столько потоков (процессов), сколько у них ядер.
Обсуждения
Здесь стоит определить темы. Это довольно простая концепция, но необходимая для понимания того, что такое логические процессоры.
Потоки (процессы) — это, по сути, набор данных, доставляемых определенной программой процессору. Для пояснения рассмотрим поток как отдельную программу, работающую на компьютере, такую как Skype или Microsoft Word.
Одноядерный процессор может одновременно обрабатывать только один поток. Таким образом, если вы переключитесь с потока Skype на поток Microsoft Word на одном ядре процессора, вы понесете штраф за переключение контекста.
Чтобы переключаться с одного потока на другой, одноядерный процессор должен быть очень быстрым, чтобы обеспечить плавный переход. Никто не хочет, чтобы их компьютер тормозил. Таким образом, чтобы выполнить этот плавный переход, потребуется много энергии, чтобы компенсировать накладные расходы, вызванные переключением контекста. Это снова генерирует тепло.
Однако многоядерные процессоры имеют несколько потоков. Каждое ядро может обрабатывать отдельный набор данных из другой программы. Таким образом, в случае, когда у вас есть два ядра и две программы, работающие одновременно, каждое ядро будет обрабатывать один поток отдельно. Поэтому переход между ними будет очень плавным.
Не говоря уже о том, что процессор будет работать спокойно и одновременно, потому что ядрам не придется беспокоиться о переключении, т.е. об удалении текущего потока и последующей загрузке ресурсов следующего потока, когда вы делаете переключатель.
Поэтому наличие нескольких ядер необходимо для многозадачности. Чем больше у вас потоков, тем больше параллельных задач вы можете выполнять.
Вы можете легко проверить количество потоков или логических процессоров, запущенных в данный момент на вашем компьютере, перейдя в Диспетчер задач -> Производительность -> Щелкните правой кнопкой мыши -> Логические процессоры. (Windows 10)
4-ядерный процессор с 8 потоками (4 дополнительных логических процессора)
Я пытаюсь глубже понять архитектуру ЦП, например ядра, логические процессоры и vcpus. Для ядер я понял, что в основной физической единице отдельная операционная единица называется ядром и работает как один ЦП (поправьте меня, если я ошибаюсь). Тогда в чем разница между ядрами и логическим процессором?
из онлайн-статей я читал, что количество логических процессоров равно общему количеству потоков. Но, насколько я знаю, потоки являются подмножеством процессов, но что означает поток с точки зрения оборудования? Кто-нибудь может это объяснить!! У моего ноутбука процессор i3 с 2 ядрами... как ОС рассчитала 4 логических процессора на основе количества потоков.
Ответы
Нет, гиперпоточность отличается от VT. VT включает возможности аппаратной виртуализации ЦП. Это необходимо для запуска гипервизоров типа 1, таких как Hyper-V или ESXi. На некоторых процессорах существует специальная технология виртуализации (отсюда и VT), которая позволяет гипервизорам типа 1 лучше обращаться к оборудованию, позволяя выполнять многие функции гипервизора непосредственно на оборудовании. Гипервизоры типа 2, такие как VMware Workstation, работают как служба или приложение поверх операционной системы и передают все аппаратные запросы базовой операционной системе. Они не используют и не требуют возможностей VT.
Гиперпоточность — это «уловка», используемая производителями микросхем для создания дополнительного «потока» выполнения на одном ядре. Как сказал Брайан, это не удваивает возможности ядра, потому что на самом деле оно разделяет множество отдельных компонентов, которые могут выполнять только одну функцию за раз. Но он может делать такие вещи, как настройка инструкций. Таким образом, пока ядро выполняет уже настроенную инструкцию, гиперпоток может настроить другую инструкцию. Но на ядре есть только одно место, которое может выполнить инструкцию, поэтому ему приходится ждать завершения текущей выполняемой инструкции. Вы услышите широкий диапазон того, какое преимущество в производительности вы можете получить от гиперпоточности, но, как правило, оно значительно ниже 25%. А некоторые приложения вообще не очень хорошо работают, если они работают в среде с гиперпоточностью. Поэтому иногда вы можете найти рекомендацию отключить гиперпоточность, но у вас все еще включен VT.
Гиперпоточность покажет вдвое больше логических процессоров. VT не изменяет количество логических процессоров.
Крис Хоффман
< бр />
Крис Хоффман
Главный редактор
Крис Хоффман – главный редактор How-To Geek. Он писал о технологиях более десяти лет и два года был обозревателем PCWorld. Крис писал для The New York Times, давал интервью в качестве эксперта по технологиям на телевизионных станциях, таких как NBC 6 в Майами, и освещал свою работу в таких новостных агентствах, как BBC. С 2011 года Крис написал более 2000 статей, которые были прочитаны почти миллиард раз — и это только здесь, в How-To Geek. Подробнее.
Центральный процессор (ЦП) вашего компьютера выполняет вычислительную работу — в основном, запускает программы. Но современные процессоры предлагают такие функции, как многоядерность и гиперпоточность. Некоторые ПК даже используют несколько процессоров. Мы здесь, чтобы помочь разобраться во всем этом.
При сравнении производительности тактовой частоты процессора было достаточно. Все уже не так просто. ЦП, который предлагает несколько ядер или гиперпоточность, может работать значительно лучше, чем одноядерный ЦП с той же скоростью, который не поддерживает гиперпоточность. А ПК с несколькими ЦП могут иметь еще большее преимущество. Все эти функции предназначены для того, чтобы ПК могли более легко запускать несколько процессов одновременно, повышая производительность при многозадачности или в соответствии с требованиями мощных приложений, таких как кодировщики видео и современные игры. Итак, давайте рассмотрим каждую из этих функций и то, что они могут значить для вас.
Гиперпоточность
Гиперпоточность была первой попыткой Intel реализовать параллельные вычисления на потребительских ПК. Он дебютировал на настольных процессорах с Pentium 4 HT еще в 2002 году.Pentium 4 того времени имел только одно ядро процессора, поэтому он действительно мог выполнять только одну задачу за раз — даже если он мог переключаться между задачами достаточно быстро, чтобы это выглядело как многозадачность. Гиперпоточность попыталась компенсировать это.
Одно физическое ядро ЦП с технологией Hyper-Threading отображается в операционной системе как два логических ЦП. ЦП по-прежнему один ЦП, так что это немного обман. В то время как операционная система видит два процессора для каждого ядра, фактическое аппаратное обеспечение ЦП имеет только один набор ресурсов выполнения для каждого ядра. ЦП делает вид, что у него больше ядер, чем на самом деле, и использует собственную логику для ускорения выполнения программы. Другими словами, операционная система обманом видит два ЦП для каждого фактического ядра ЦП.
Гиперпоточность позволяет двум логическим ядрам ЦП совместно использовать физические ресурсы выполнения. Это может несколько ускорить процесс — если один виртуальный ЦП остановлен и ждет, другой виртуальный ЦП может занять свои исполнительные ресурсы. Гиперпоточность может помочь ускорить вашу систему, но она далеко не так хороша, как наличие дополнительных ядер.
К счастью, технология Hyper-Threading стала «бонусом». В то время как исходные потребительские процессоры с гиперпоточностью имели только одно ядро, которое маскировалось под несколько ядер, современные процессоры Intel теперь имеют как несколько ядер, так и технологию гиперпоточности. Ваш двухъядерный ЦП с гиперпоточностью отображается в операционной системе как четыре ядра, а четырехъядерный ЦП с гиперпоточностью — как восемь ядер. Гиперпоточность не заменяет дополнительные ядра, но двухъядерный ЦП с гиперпоточностью должен работать лучше, чем двухъядерный ЦП без гиперпоточности.
Несколько ядер
Изначально процессоры имели одно ядро. Это означало, что на физическом ЦП был один центральный процессор. Для повышения производительности производители добавляют дополнительные «ядра» или центральные процессоры. Двухъядерный ЦП имеет два центральных процессора, поэтому операционной системе он представляется как два ЦП. Например, ЦП с двумя ядрами может одновременно запускать два разных процесса. Это ускоряет вашу систему, потому что ваш компьютер может делать несколько вещей одновременно.
В отличие от гиперпоточности здесь нет никаких хитростей — двухъядерный ЦП буквально имеет два центральных процессора на кристалле ЦП. Четырехъядерный ЦП имеет четыре центральных процессора, восьмиядерный ЦП — восемь центральных процессоров и т. д.
Это помогает значительно повысить производительность, сохраняя при этом физический модуль ЦП небольшим, чтобы он помещался в один сокет. Должен быть только один сокет ЦП с одним вставленным в него модулем ЦП, а не четыре разных сокета ЦП с четырьмя разными ЦП, каждому из которых требуется собственное питание, охлаждение и другое оборудование. Задержка меньше, потому что ядра могут обмениваться данными быстрее, поскольку все они находятся на одном чипе.
Диспетчер задач Windows показывает это достаточно хорошо. Вот, например, вы можете видеть, что эта система имеет один фактический ЦП (сокет) и четыре ядра. Hyperthreading делает каждое ядро похожим на два ЦП для операционной системы, поэтому она показывает 8 логических процессоров.
Несколько процессоров
Большинство компьютеров имеют только один ЦП. Этот единственный ЦП может иметь несколько ядер или технологию гиперпоточности, но это все равно только один физический модуль ЦП, вставленный в один процессорный разъем на материнской плате.
До появления технологии Hyper-Threading и многоядерных процессоров люди пытались увеличить вычислительную мощность компьютеров, добавляя дополнительные процессоры. Для этого требуется материнская плата с несколькими процессорными сокетами. Материнской плате также требуется дополнительное оборудование для подключения этих разъемов ЦП к ОЗУ и другим ресурсам. В такой настройке много накладных расходов. Дополнительная задержка возникает, если процессоры должны взаимодействовать друг с другом, системы с несколькими процессорами потребляют больше энергии, а материнской плате требуется больше сокетов и оборудования.
Системы с несколькими ЦП сегодня не очень распространены среди домашних ПК. Даже мощный игровой настольный компьютер с несколькими видеокартами обычно имеет только один ЦП. Вы найдете многопроцессорные системы среди суперкомпьютеров, серверов и подобных высокопроизводительных систем, которым требуется максимальная вычислительная мощность.
Чем больше ЦП или ядер у компьютера, тем больше он может выполнять одновременно, что помогает повысить производительность большинства задач. Большинство компьютеров теперь имеют многоядерные ЦП — самый эффективный вариант, который мы обсуждали. Вы даже найдете процессоры с несколькими ядрами на современных смартфонах и планшетах.Процессоры Intel также поддерживают технологию Hyper-Threading, что является своего рода бонусом. Некоторые компьютеры, которым требуется большая мощность ЦП, могут иметь несколько ЦП, но это гораздо менее эффективно, чем кажется.
- › 7 самых больших мифов об аппаратном обеспечении ПК, которые никогда не исчезнут
- › Как узнать, какой процессор использует ваш Mac
- › Стоит ли покупать Mac Studio?
- › Почему вы, вероятно, не хотите переплачивать за более быстрый процессор в своем ноутбуке или планшете
- › Что нового в обновлении Windows 10 за ноябрь 2019 г., уже доступно
- › Только новые процессоры могут по-настоящему исправить ZombieLoad и Spectre
- › В чем разница между процессорами Intel Core i3, i5, i7 и X?
- › Что означает XD и как вы его используете?
Читайте также: