Det krävs en processor för att varje dator ska fungera, oavsett om det är en blygsam effektivitetsprocessor eller ett enormt kraftpaket med hög prestanda. Processorn, som ofta kallas CPU (Central Processing Unit), är naturligtvis en viktig komponent i varje fungerande system, men den är långt ifrån den enda.

Dagens processorer är nästan alla dubbelkärniga, vilket innebär att hela processorn består av två oberoende kärnor som hanterar data. Men vad är skillnaden mellan processorkärnor och logiska processorer och vad gör de?

I den här artikeln får du veta mer om kärnprocessorer och logiska processorer och exakt vad som skiljer dem åt.

Vad är en Core-processor?

En processorkärna är en bearbetningsenhet som läser instruktioner och utför dem. Instruktioner kopplas samman för att skapa din datorupplevelse när de körs i realtid. Din CPU måste bokstavligen bearbeta allt du gör på din dator.

När du öppnar en mapp krävs din processor. När du skriver i ett orddokument krävs också din processor. Ditt grafikkort - som har hundratals processorer för att snabbt kunna arbeta med data samtidigt - ansvarar för saker som att rita skrivbordsmiljön, fönster och spelbilder. De kräver dock fortfarande din processor i viss utsträckning.

Kärnan är den enhet som läser instruktionerna och utför dem.

Hur fungerar kärnprocessorer?

Processorkonstruktioner är otroligt sofistikerade och skiljer sig mycket åt mellan olika märken och modeller. Processorkonstruktioner förbättras hela tiden för att ge bästa möjliga prestanda samtidigt som de tar minst utrymme och energi i anspråk.

När processorer bearbetar instruktioner går de igenom fyra huvudsteg, oavsett arkitektoniska förändringar:

• Hämta
• Avkoda
• Utför
• Återskrivning

Hämta

Hämtningssteget är precis vad du förväntar dig. Processorkärnan hämtar instruktioner som har väntat på den och som normalt lagras i minnet. Det kan vara RAM-minne, men i dagens processorkärnor väntar instruktionerna normalt redan på kärnan i processorns cache.

Programräknaren är en del av processorn som fungerar som ett bokmärke och anger var föregående instruktion slutade och nästa började.

Avkoda

Den fortsätter sedan att avkoda det omedelbara kommandot efter att ha hämtat det. Instruktioner som kräver olika delar av processorkärnan, t.ex. aritmetik, måste avkodas av processorkärnan.

Varje del har en op-kod som talar om för processorkärnan vad den ska göra med de data som följer efter den. De separata delarna av processorkärnan kan börja arbeta när processorkärnan har sorterat ut allt.

Utför

I steget Execute tar processorn reda på vad den ska göra och gör det sedan. Vad som händer här varierar beroende på vilken processorkärna det handlar om och vilka data som matas in.

Processorn kan till exempel utföra aritmetik i ALU (Arithmetic Logic Unit). Denna enhet kan anslutas till en mängd olika in- och utgångar för att kunna räkna ut siffror och ge ett lämpligt resultat.

Återskrivning

Det sista steget, som kallas writeback, lagrar helt enkelt resultatet av de föregående stegen i minnet. Resultatet dirigeras enligt behoven i det pågående programmet, men det lagras ofta i CPU-register för snabb åtkomst med nästa instruktion.

Den hanteras därifrån tills delar av utdata behöver bearbetas igen, och då kan den sparas i RAM.

Bearbetningen av kärnan består av fyra steg.

Vad är en logisk processor?

Det är mycket lättare att definiera logiska processorer nu när vi vet vad en kärna är. Antalet kärnor som operativsystemet ser och kan hantera mäts i logiska processorer. Det är alltså summan av antalet fysiska kärnor och antalet trådar som varje kärna kan hantera (multiplikation).

Anta till exempel att du har en CPU med 8 kärnor och 8 trådar. Du har åtta logiska processorer till förfogande. Antalet fysiska kärnor (8) multiplicerat med antalet trådar som de kan hantera är lika med denna siffra.

Men vad händer om din CPU har hyperthreading-funktioner? En CPU med 8 kärnor har 8 * 2 = 16 logiska processorer eftersom varje kärna kan hantera två trådar.

Vilken är bäst?

Vad tror du är mest värdefullt: fysiska kärnor eller logiska processorer? Svaret är enkelt: fysiska kärnor.

Kom ihåg att du inte bearbetar två trådar samtidigt med multitrådning, du schemalägger dem helt enkelt så att den enda fysiska kärnan kan hantera dem så effektivt som möjligt.

I arbetsbelastningar som är väl parallelliserade, t.ex. CPU-rendering, ger logiska processorer (eller trådar) endast en 50-procentig prestandaökning. I sådana arbetsbelastningar ger fysiska kärnor en 100-procentig prestandaökning.

Processor, kärna, logisk processor, virtuell processor

Olika typer av processorer

De många typerna av processorer skapas i olika arkitekturer, t.ex. 64-bitars och 32-bitars, för optimal hastighet och flexibilitet. De vanligaste typerna av processorer är enkelkärniga, dubbelkärniga, fyrkärniga, hexakärniga, oktakärniga och dekakärniga, enligt listan nedan. :

Olika typer av processorer

Slutsats

• En kärna är en bearbetningsenhet som läser instruktioner och utför dem.
• När processorer bearbetar instruktioner går de igenom fyra steg.
• Flera kärnor är möjliga i en CPU.
• Antalet logiska processorer avser antalet CPU-trådar som operativsystemet kan se och hantera.
• Kärnan kan öka din prestation och hjälpa dig att utföra ditt arbete snabbare.
• Behandlingen av kärnan sker i fyra huvudsteg.