Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός πυρήνα και ενός λογικού επεξεργαστή; (Επεξήγηση) - Όλες οι διαφορές

 Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός πυρήνα και ενός λογικού επεξεργαστή; (Επεξήγηση) - Όλες οι διαφορές

Mary Davis

Ένας επεξεργαστής είναι απαραίτητος για να λειτουργήσει κάθε υπολογιστής, είτε πρόκειται για έναν επεξεργαστή μέτριας απόδοσης είτε για μια τεράστια μονάδα ισχύος. Φυσικά, ο επεξεργαστής, συχνά γνωστός ως CPU ή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας, είναι βασικό συστατικό κάθε λειτουργικού συστήματος, αλλά δεν είναι το μόνο.

Οι σημερινοί επεξεργαστές είναι σχεδόν όλοι διπύρηνοι, πράγμα που σημαίνει ότι ολόκληρος ο επεξεργαστής περιλαμβάνει δύο ανεξάρτητους πυρήνες με τους οποίους γίνεται ο χειρισμός των δεδομένων. Ποιες είναι όμως οι διαφορές μεταξύ των πυρήνων του επεξεργαστή και των λογικών επεξεργαστών και τι επιτελούν;

Σε αυτό το άρθρο, θα μάθετε για τους επεξεργαστές πυρήνα και τους λογικούς επεξεργαστές και τη διαφορά μεταξύ τους.

Τι είναι ένας επεξεργαστής πυρήνα;

Ένας πυρήνας επεξεργαστή είναι μια μονάδα επεξεργασίας που διαβάζει εντολές και τις εκτελεί. Οι εντολές συνδέονται μεταξύ τους για να δημιουργήσουν την εμπειρία του υπολογιστή σας όταν εκτελούνται σε πραγματικό χρόνο. Η CPU σας πρέπει κυριολεκτικά να επεξεργάζεται όλα όσα κάνετε στον υπολογιστή σας.

Όταν ανοίγετε έναν φάκελο, απαιτείται ο επεξεργαστής σας. Όταν πληκτρολογείτε σε ένα έγγραφο word, απαιτείται επίσης ο επεξεργαστής σας. Η κάρτα γραφικών σας -η οποία διαθέτει εκατοντάδες επεξεργαστές για να επεξεργάζεται γρήγορα δεδομένα ταυτόχρονα- είναι υπεύθυνη για πράγματα όπως η σχεδίαση του περιβάλλοντος εργασίας, των παραθύρων και των οπτικών μέσων των παιχνιδιών. Ωστόσο, εξακολουθούν να απαιτούν τον επεξεργαστή σας σε κάποιο βαθμό.

Ο πυρήνας είναι η μονάδα που διαβάζει τις εντολές και τις εκτελεί.

Πώς λειτουργούν οι επεξεργαστές πυρήνων;

Τα σχέδια των επεξεργαστών είναι απίστευτα εξελιγμένα και διαφέρουν σημαντικά μεταξύ των εμπορικών σημάτων και των μοντέλων. Τα σχέδια των επεξεργαστών βελτιώνονται διαρκώς προκειμένου να παρέχουν την καλύτερη δυνατή απόδοση με τη μικρότερη δυνατή κατανάλωση χώρου και ενέργειας.

Ανεξάρτητα από τις αρχιτεκτονικές αλλαγές, όταν οι επεξεργαστές επεξεργάζονται εντολές, περνούν από τέσσερα βασικά βήματα:

  • Φέρτε
  • Αποκωδικοποίηση
  • Εκτέλεση
  • Επιστροφή εγγραφής

Φέρτε

Το βήμα της ανάκτησης είναι ακριβώς αυτό που θα περιμένατε. Ο πυρήνας του επεξεργαστή λαμβάνει τις εντολές που τον περιμένουν, οι οποίες συνήθως είναι αποθηκευμένες στη μνήμη. Αυτό θα μπορούσε να περιλαμβάνει τη μνήμη RAM, αλλά στους σημερινούς πυρήνες επεξεργαστών, οι εντολές συνήθως περιμένουν ήδη τον πυρήνα μέσα στην κρυφή μνήμη του επεξεργαστή.

Ο μετρητής προγράμματος είναι ένα τμήμα του επεξεργαστή που λειτουργεί ως σελιδοδείκτης, υποδεικνύοντας πού σταμάτησε η προηγούμενη εντολή και πού άρχισε η επόμενη.

Αποκωδικοποίηση

Στη συνέχεια, προχωρά στην αποκωδικοποίηση της άμεσης εντολής μετά την ανάκτησή της. Οι εντολές που απαιτούν διάφορα τμήματα του πυρήνα του επεξεργαστή, όπως η αριθμητική, πρέπει να αποκωδικοποιούνται από τον πυρήνα του επεξεργαστή.

Κάθε τμήμα έχει ένα opcode που λέει στον πυρήνα επεξεργαστή τι να κάνει με τα δεδομένα που το ακολουθούν. Τα ξεχωριστά τμήματα του πυρήνα επεξεργαστή μπορούν να πιάσουν δουλειά μόλις ο πυρήνας επεξεργαστή τα τακτοποιήσει όλα.

Εκτέλεση

Το βήμα εκτέλεσης είναι όταν ο επεξεργαστής υπολογίζει τι πρέπει να εκτελέσει και στη συνέχεια το εκτελεί. Αυτό που συμβαίνει εδώ ποικίλλει ανάλογα με τον εκάστοτε πυρήνα επεξεργαστή και τα δεδομένα που εισάγονται.

Ο επεξεργαστής, για παράδειγμα, μπορεί να εκτελεί αριθμητικές πράξεις στο πλαίσιο της ALU (Arithmetic Logic Unit). Αυτή η συσκευή μπορεί να συνδεθεί με διάφορες εισόδους και εξόδους προκειμένου να επεξεργαστεί αριθμούς και να δώσει το κατάλληλο αποτέλεσμα.

Επιστροφή εγγραφής

Το τελευταίο βήμα, γνωστό ως writeback, απλώς αποθηκεύει το αποτέλεσμα των προηγούμενων βημάτων στη μνήμη. Η έξοδος δρομολογείται ανάλογα με τις ανάγκες της εκτελούμενης εφαρμογής, αλλά συχνά αποθηκεύεται σε καταχωρητές της CPU για γρήγορη πρόσβαση από τις επόμενες εντολές.

Από εκεί και πέρα θα γίνεται χειρισμός μέχρι να χρειαστεί να επεξεργαστούν ξανά τμήματα της εξόδου, οπότε και θα αποθηκευτεί στη μνήμη RAM.

Η επεξεργασία πυρήνα έχει τέσσερα στάδια.

Τι είναι ένας λογικός επεξεργαστής;

Είναι πολύ πιο εύκολο να ορίσουμε τους λογικούς επεξεργαστές τώρα που ξέρουμε τι είναι πυρήνας. Ο αριθμός των πυρήνων που βλέπει το λειτουργικό σύστημα και μπορεί να αντιμετωπίσει μετριέται σε λογικούς επεξεργαστές. Ως αποτέλεσμα, είναι το άθροισμα του αριθμού των φυσικών πυρήνων και του αριθμού των νημάτων που μπορεί να χειριστεί κάθε πυρήνας (πολλαπλασιασμός).

Για παράδειγμα, υποθέστε ότι έχετε μια CPU με 8 πυρήνες και 8 νήματα. Θα έχετε στη διάθεσή σας οκτώ λογικούς επεξεργαστές. Ο αριθμός των φυσικών πυρήνων (8) πολλαπλασιασμένος με τον αριθμό των νημάτων που μπορούν να χειριστούν ισούται με αυτόν τον αριθμό.

Τι γίνεται όμως αν η CPU σας έχει δυνατότητες υπερνηματοποίησης; Έτσι, μια CPU 8 πυρήνων θα έχει 8 * 2 = 16 λογικούς επεξεργαστές, επειδή κάθε πυρήνας μπορεί να χειριστεί δύο νήματα.

Ποιο είναι καλύτερο;

Τι πιστεύετε ότι είναι πιο πολύτιμο; Οι φυσικοί πυρήνες ή οι λογικοί επεξεργαστές; Η απάντηση είναι απλή: οι φυσικοί πυρήνες.

Να θυμάστε ότι δεν επεξεργάζεστε δύο νήματα ταυτόχρονα με την πολυνηματικότητα, αλλά απλώς τα προγραμματίζετε έτσι ώστε ο ένας φυσικός πυρήνας να μπορεί να τα χειριστεί όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά.

Σε φόρτους εργασίας που είναι καλά παραλληλισμένοι, όπως η απόδοση με CPU, οι λογικοί επεξεργαστές (ή τα νήματα) θα παρέχουν μόνο 50 τοις εκατό αύξηση της απόδοσης. Σε τέτοιους φόρτους εργασίας, οι φυσικοί πυρήνες θα παρουσιάσουν 100 τοις εκατό αύξηση της απόδοσης.

Επεξεργαστής, πυρήνας, λογικός επεξεργαστής, εικονικός επεξεργαστής

Διαφορετικοί τύποι επεξεργαστή

Οι πολλοί τύποι επεξεργαστών δημιουργούνται σε διαφορετικές αρχιτεκτονικές, όπως 64-bit και 32-bit, για βέλτιστη ταχύτητα και ευελιξία. Οι πιο διαδεδομένοι τύποι επεξεργαστών είναι μονοπύρηνοι, διπύρηνοι, τετραπύρηνοι, εξαπύρηνοι, οκταπύρηνοι και δεκαπύρηνοι, όπως αναφέρονται παρακάτω. :

Επεξεργαστές Χαρακτηριστικά
Ενιαίος πυρήνας CPU -Μπορεί να εκτελέσει μόνο μία εντολή κάθε φορά.

-Αποτελεσματική όταν πρόκειται για πολυδιεργασία.

-Εάν εκτελούνται περισσότερα από ένα λογισμικά, υπάρχει αισθητή πτώση της απόδοσης.

-Εάν έχει ξεκινήσει μία χειρουργική επέμβαση, η δεύτερη θα πρέπει να περιμένει μέχρι να ολοκληρωθεί η πρώτη.

Δείτε επίσης: Διαφορά μεταξύ διαίσθησης και ενστίκτου (εξηγείται) - Όλες οι διαφορές
ΚΜΕ διπλού πυρήνα -Δύο επεξεργαστές συνδυάζονται σε ένα ενιαίο κουτί.

-Υποστηρίζεται η τεχνολογία υπερ-νηματοποίησης (αν και όχι σε όλες τις διπύρηνες CPU της Intel).

-Υποστηρίζονται εντολές 64-bit.

Δείτε επίσης: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της νέας αγάπης και της παλιάς αγάπης; (All That Love) - Όλες οι διαφορές

-Ικανότητα για multitasking και multithreading (Διαβάστε περισσότερα παρακάτω)

-Το multitasking είναι πανεύκολο με αυτή τη συσκευή.

-Χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια.

-Ο σχεδιασμός του έχει δοκιμαστεί διεξοδικά και έχει αποδειχθεί αξιόπιστος.

Τετραπύρηνη CPU -Είναι ένα τσιπ που διαθέτει τέσσερις ξεχωριστές μονάδες που ονομάζονται πυρήνες και διαβάζουν και εκτελούν εντολές της CPU όπως η πρόσθεση, η μετακίνηση δεδομένων και η διακλάδωση.

-Κάθε πυρήνας αλληλεπιδρά με άλλα κυκλώματα στον ημιαγωγό, όπως η κρυφή μνήμη, η διαχείριση μνήμης και οι θύρες εισόδου/εξόδου.

Επεξεργαστές Hexa Core -Είναι μια άλλη πολυπύρηνη CPU με έξι πυρήνες που μπορεί να εκτελέσει εργασίες ταχύτερα από τους τετραπύρηνους και διπύρηνους επεξεργαστές.

-Είναι απλό για τους χρήστες των προσωπικών υπολογιστών και η Intel έχει πλέον λανσάρει τον Inter core i7 το 2010 με επεξεργαστή Hexa core.

-Οι επεξεργαστές Hexacore είναι πλέον προσβάσιμοι στα κινητά τηλέφωνα.

Οκταπύρηνοι επεξεργαστές -Αποτελούνται από ένα ζεύγος τετραπύρηνων επεξεργαστών που χωρίζουν τις εργασίες σε ξεχωριστές κατηγορίες.

-Σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης ή ζήτησης, θα ενεργοποιηθούν τα τέσσερα γρήγορα σύνολα πυρήνων.

-Ο οκταπύρηνος πυρήνας είναι απόλυτα καθορισμένος με πυρήνα διπλού κώδικα και προσαρμόζεται ανάλογα για να παρέχει τις καλύτερες επιδόσεις.

Δεκαπύρηνος επεξεργαστής -Είναι πιο ισχυρός από άλλους επεξεργαστές και υπερέχει στην πολυδιεργασία.

-Τα περισσότερα smartphones σήμερα διαθέτουν επεξεργαστές με πυρήνα Deca, οι οποίοι είναι χαμηλού κόστους και δεν φεύγουν ποτέ από τη μόδα.

-Οι περισσότερες συσκευές που διατίθενται στην αγορά διαθέτουν αυτόν τον νέο επεξεργαστή που δίνει στους πελάτες μια καλύτερη εμπειρία και πρόσθετες λειτουργίες που είναι αρκετά χρήσιμες.

Διαφορετικοί τύποι επεξεργαστών

Συμπέρασμα

  • Ένας πυρήνας είναι μια μονάδα επεξεργασίας που διαβάζει εντολές και τις εκτελεί.
  • Όταν οι επεξεργαστές επεξεργάζονται εντολές, περνούν από τέσσερα βήματα.
  • Πολλαπλοί πυρήνες είναι δυνατοί σε μια CPU.
  • Ο αριθμός των λογικών επεξεργαστών αναφέρεται στον αριθμό των νημάτων CPU που μπορεί να δει και να αντιμετωπίσει το λειτουργικό σύστημα.
  • Ο πυρήνας μπορεί να ενισχύσει την απόδοσή σας και να σας βοηθήσει να κάνετε τη δουλειά σας πιο γρήγορα.
  • Η βασική επεξεργασία περνάει από τέσσερα βασικά στάδια.

    Mary Davis

    Η Mary Davis είναι συγγραφέας, δημιουργός περιεχομένου και μανιώδης ερευνήτρια που ειδικεύεται στην ανάλυση σύγκρισης σε διάφορα θέματα. Με πτυχίο στη δημοσιογραφία και πάνω από πέντε χρόνια εμπειρίας στον τομέα, η Μαίρη έχει πάθος να παρέχει αμερόληπτες και άμεσες πληροφορίες στους αναγνώστες της. Η αγάπη της για το γράψιμο ξεκίνησε όταν ήταν μικρή και ήταν η κινητήρια δύναμη πίσω από την επιτυχημένη καριέρα της στο γράψιμο. Η ικανότητα της Mary να ερευνά και να παρουσιάζει τα ευρήματα σε μια κατανοητή και ελκυστική μορφή την έχει κάνει αγαπητή στους αναγνώστες σε όλο τον κόσμο. Όταν δεν γράφει, η Μαίρη της αρέσει να ταξιδεύει, να διαβάζει και να περνά χρόνο με την οικογένεια και τους φίλους.