За работата на всеки компютър е необходим процесор, независимо дали става въпрос за скромен процесор с висока ефективност или за огромна мощност. Разбира се, процесорът, често наричан CPU или Central Processing Unit, е съществен компонент на всяка работеща система, но далеч не е единственият.

Днешните процесори са почти всички двуядрени, което означава, че целият процесор се състои от две независими ядра, с които се обработват данни. Но какви са разликите между процесорните ядра и логическите процесори и какво изпълняват те?

В тази статия ще научите повече за ядрените и логическите процесори и каква точно е разликата между тях.

Какво е ядрен процесор?

Процесорното ядро е единица за обработка, която чете инструкции и ги изпълнява. Инструкциите са свързани помежду си, за да създадат преживяването на компютъра ви, когато се изпълняват в реално време. Процесорът ви трябва буквално да обработва всичко, което правите на компютъра си.

Когато отваряте папка, е необходим вашият процесор. Когато пишете в текстови документ, също е необходим вашият процесор. Графичната ви карта - която има стотици процесори за бърза едновременна работа с данни - отговаря за неща като рисуване на работната среда, прозорците и визуалните ефекти на игрите. Те обаче все още изискват вашия процесор до известна степен.

Ядрото е модулът, който чете инструкциите и ги изпълнява.

Как работят ядрените процесори?

Дизайнът на процесорите е изключително сложен и се различава значително между различните марки и модели. Дизайнът на процесорите винаги се подобрява, за да се осигури най-добрата производителност, като същевременно се използва най-малко място и енергия.

Независимо от архитектурните промени, когато процесорите обработват инструкции, те преминават през четири основни стъпки:

• Извлечете
• Декодиране на
• Изпълнение на
• Записване обратно

Извлечете

Стъпката на извличане е точно това, което очаквате. Процесорното ядро получава инструкции, които са го чакали и които обикновено се съхраняват в паметта. Това може да включва оперативна памет, но в настоящите процесорни ядра инструкциите обикновено вече чакат ядрото в кеша на процесора.

Програмният брояч е част от процесора, която функционира като отметки, показващи къде е спряла предишната инструкция и къде започва следващата.

Декодиране на

След това се пристъпва към декодиране на незабавната команда след извличането ѝ. Инструкциите, които изискват различни секции на процесорното ядро, като например аритметиката, трябва да бъдат декодирани от процесорното ядро.

Всяка част има опкод, който указва на процесорното ядро какво да прави с данните, които следват след нея. Отделните части на процесорното ядро могат да започнат работа, след като процесорното ядро е подредило всичко.

Изпълнение на

Стъпката за изпълнение е тази, при която процесорът разбира какво трябва да извърши и след това го прави. Това, което се случва тук, варира в зависимост от съответното процесорно ядро и въведените данни.

Процесорът например може да извършва аритметични действия в рамките на ALU (Arithmetic Logic Unit - аритметичен логически блок). Това устройство може да бъде свързано към различни входове и изходи, за да пресмята числата и да предоставя съответния резултат.

Записване обратно

Последната стъпка, известна като обратно записване, просто съхранява резултата от предишните стъпки в паметта. Изходът се насочва според нуждите на изпълняваното приложение, но често се съхранява в регистрите на процесора за бърз достъп от следващите инструкции.

Тя ще бъде обработвана оттам, докато части от изхода не се наложи да бъдат обработени отново, като в този момент може да бъде записана в RAM паметта.

Основната обработка се състои от четири етапа.

Какво представлява логическият процесор?

Много по-лесно е да определим логическите процесори, след като вече знаем какво е ядро. Броят на ядрата, които операционната система вижда и може да адресира, се измерва в логически процесори. В резултат на това той е сумата от броя на физическите ядра и броя на нишките, които всяко ядро може да обработва (умножение).

Например, да предположим, че разполагате с 8-ядрен процесор с 8 нишки. Ще имате на разположение осем логически процесора. Броят на физическите ядра (8), умножен по броя на нишките, с които те могат да работят, е равен на тази цифра.

Но какво ще стане, ако процесорът ви има възможност за хипертрейдинг? Така 8-ядреният процесор ще има 8 * 2 = 16 логически процесора, защото всяко ядро може да работи с две нишки.

Кое е по-добро?

Кое според вас е по-ценно: физическите ядра или логическите процесори? Отговорът е прост: физическите ядра.

Не забравяйте, че при многонишковия режим не обработвате две нишки едновременно, а просто ги планирате така, че едно физическо ядро да може да ги обработва възможно най-ефективно.

При работни натоварвания, които са добре паралелизирани, като например рендиране на процесора, логическите процесори (или Threads) ще осигурят само 50-процентно увеличение на производителността. При такива натоварвания физическите ядра ще покажат 100-процентно увеличение на производителността.

Процесор, ядро, Логически процесор, виртуален процесор

Различни видове процесори

Многото видове процесори са създадени в различни архитектури, като 64-битови и 32-битови, за оптимална скорост и гъвкавост. Най-разпространените видове процесори са едноядрени, двуядрени, четириядрени, шестядрени, осемядрени и десетядрени, както е посочено по-долу :

Различни видове процесори

Заключение

• Ядрото е единица за обработка, която чете инструкции и ги изпълнява.
• Когато процесорите обработват инструкции, те преминават през четири стъпки.
• В един процесор са възможни няколко ядра.
• Броят на логическите процесори се отнася до броя на процесорните нишки, които операционната система може да вижда и адресира.
• Сърцевината може да повиши производителността ви и да ви помогне да свършите работата си по-бързо.
• Обработката на ядрото преминава през четири основни етапа.