Jokaisen tietokoneen toimintaan tarvitaan prosessori, olipa kyseessä sitten vaatimaton tehokkuusprosessori tai massiivinen suorituskykyinen voimanpesä. Tietenkin prosessori, joka tunnetaan usein nimellä CPU tai Central Processing Unit, on jokaisen toimivan järjestelmän olennainen osa, mutta se ei ole läheskään ainoa.

Nykyiset suorittimet ovat lähes kaikki kaksiytimisiä, mikä tarkoittaa, että koko prosessori koostuu kahdesta itsenäisestä ytimestä, joilla käsitellään tietoja. Mutta mitä eroja on prosessoriytimien ja loogisten prosessoreiden välillä, ja mitä ne suorittavat?

Tässä artikkelissa kerrotaan ydin- ja loogisista prosessoreista ja niiden välisistä eroista.

Mikä on ydinprosessori?

Prosessoriydin on prosessoriyksikkö, joka lukee ohjeita ja suorittaa ne. Ohjeet on yhdistetty toisiinsa, ja ne luovat tietokoneen käyttökokemuksen, kun niitä ajetaan reaaliajassa. Suorittimen on kirjaimellisesti käsiteltävä kaikki, mitä teet tietokoneella.

Kun avaat kansion, prosessoriasi tarvitaan. Kun kirjoitat Word-dokumenttiin, prosessoriasi tarvitaan myös. Grafiikkakorttisi - jossa on satoja prosessoreita, jotka käsittelevät nopeasti tietoja samanaikaisesti - vastaa esimerkiksi työpöytäympäristön, ikkunoiden ja pelien visuaalisten näkymien piirtämisestä. Ne vaativat kuitenkin jossain määrin prosessoriasi.

Ydin on yksikkö, joka lukee ohjeet ja suorittaa ne.

Miten ydinprosessorit toimivat?

Prosessorimallit ovat uskomattoman kehittyneitä, ja ne eroavat toisistaan huomattavasti eri merkkien ja mallien välillä. Prosessorimalleja parannetaan jatkuvasti, jotta ne tuottaisivat parhaan mahdollisen suorituskyvyn ja käyttäisivät samalla mahdollisimman vähän tilaa ja energiaa.

Arkkitehtuurimuutoksista riippumatta prosessorit käyvät käskyjä käsitellessään läpi neljä päävaihetta:

• Hae
• Decode
• Suorita
• Takaisinkirjoitus

Hae

Noutovaihe on juuri sitä, mitä oletat. Prosessoriydin hakee sitä odottavat ohjeet, jotka on yleensä tallennettu muistiin. Tämä voi olla esimerkiksi RAM-muisti, mutta nykyisissä prosessoriytimissä ohjeet odottavat yleensä jo prosessorin välimuistissa.

Ohjelmalaskuri on prosessorin osa, joka toimii kirjanmerkkinä ja osoittaa, mihin edellinen käsky pysähtyi ja mistä seuraava alkoi.

Decode

Sen jälkeen se dekoodaa välittömän käskyn sen jälkeen, kun se on saanut sen. Prosessoriytimen eri osia, kuten aritmeettisia, vaativat käskyt on dekoodattava prosessoriytimen toimesta.

Jokaisella osalla on op-koodi, joka kertoo prosessoriytimelle, mitä sitä seuraavalla datalla tehdään. Prosessoriytimen erilliset osat voivat ryhtyä työhön, kun prosessoriydin on selvittänyt kaiken.

Suorita

Suorittamisvaiheessa prosessori selvittää, mitä sen on tehtävä, ja tekee sen sitten. Se, mitä tässä vaiheessa tapahtuu, riippuu kyseisestä prosessoriytimestä ja syötetyistä tiedoista.

Prosessori voi esimerkiksi suorittaa aritmeettisia laskutoimituksia ALU:ssa (Arithmetic Logic Unit). Tähän laitteeseen voidaan liittää erilaisia tuloja ja lähtöjä, jotta se voi murskata numeroita ja antaa asianmukaisen tuloksen.

Takaisinkirjoitus

Viimeinen vaihe, joka tunnetaan nimellä writeback, yksinkertaisesti tallentaa edellisten vaiheiden tuloksen muistiin. Tulos ohjataan käynnissä olevan sovelluksen tarpeiden mukaan, mutta se tallennetaan usein suorittimen rekistereihin, jotta seuraavat käskyt voivat käyttää sitä nopeasti.

Sitä käsitellään siitä eteenpäin, kunnes tulosteen osia on käsiteltävä uudelleen, jolloin se voidaan tallentaa RAM-muistiin.

Ydinkäsittelyssä on neljä vaihetta.

Mikä on looginen prosessori?

Loogisten prosessoreiden määrittely on paljon helpompaa nyt, kun tiedämme, mikä on ydin. Käyttöjärjestelmän näkemien ja sen käsittelemien ytimien määrä mitataan loogisissa prosessoreissa. Näin ollen se on fyysisten ytimien lukumäärän ja säikeiden lukumäärän, jota kukin ydin voi käsitellä (kertolasku), summa.

Oletetaan esimerkiksi, että käytössäsi on 8-ytiminen, 8 säikeinen suoritin. Käytettävissäsi on kahdeksan loogista prosessoria. Fyysisten ytimien määrä (8) kerrottuna niiden käsittelemien säikeiden määrällä on sama kuin tämä luku.

Entä jos suorittimessasi on hyperthreading-ominaisuudet? 8-ytimisessä suorittimessa on siis 8 * 2 = 16 loogista prosessoria, koska jokainen ydin voi käsitellä kahta säiettä.

Kumpi on parempi?

Kumpi on mielestäsi arvokkaampaa, fyysiset ytimet vai loogiset prosessorit? Vastaus on yksinkertainen: fyysiset ytimet.

Muista, että et käsittele kahta säiettä samanaikaisesti monisäikeistyksen avulla, vaan ajoitat ne yksinkertaisesti niin, että yksi fyysinen ydin voi käsitellä niitä mahdollisimman tehokkaasti.

Hyvin rinnakkaistetuissa työtehtävissä, kuten suorittimen renderöinnissä, loogiset prosessorit (tai säikeet) tuottavat vain 50 prosentin suorituskyvyn lisäyksen. Tällaisissa työtehtävissä fyysiset ytimet tuottavat 100 prosentin suorituskyvyn lisäyksen.

Prosessori, ydin, looginen prosessori, virtuaalinen prosessori

Erilaiset prosessorityypit

Monenlaiset prosessorityypit on luotu eri arkkitehtuureilla, kuten 64- ja 32-bittisinä, optimaalisen nopeuden ja joustavuuden saavuttamiseksi. Yleisimmät prosessorityypit ovat yksiytimiset, kaksiytimiset, neliytimiset, kuusiytimiset, kahdeksanytimiset ja kymmenytimiset, jotka on lueteltu alla. :

Erityyppiset prosessorit

Päätelmä

• Ydin on prosessointiyksikkö, joka lukee ohjeet ja suorittaa ne.
• Kun prosessorit käsittelevät ohjeita, ne käyvät läpi neljä vaihetta.
• Suorittimessa voi olla useita ytimiä.
• Loogisten prosessoreiden määrä tarkoittaa niiden suorittimen säikeiden määrää, jotka käyttöjärjestelmä voi nähdä ja joihin se voi ottaa yhteyttä.
• Ydin voi lisätä suorituskykyäsi ja auttaa sinua tekemään työsi nopeammin.
• Ydinkäsittelyssä on neljä päävaihetta.