Відмінність 2-ядерного процесора від 4-ядерного

1. Різниця між 2 і 4-ядерним процесором
2. Чим обумовлена ​​популярність двоядерних ЦП
3. Який процесор краще: 2 або 4-ядерний
4. Чи потрібна сьогодні багатоядерність
5. висновок

Більше 10 років тому виробники процесорів виявили неприємну проблему межі тактової частоти. Досягнувши порога в 3 ГГц, розробники зіткнулися з значним зростанням енергоспоживання і тепловиділення своїх продуктів. Рівень технологій 2004 року не дозволяв істотно зменшити розміри транзисторів в кремнієвому кристалі і виходом з ситуації, що склалася стала спроба не нарощувати частоти, а збільшити кількість операцій, які виконуються за один такт. Перейнявши досвід серверних платформ, де многопроцессорная компоновка вже була випробувана, було вирішено об'єднати два процесори на одному кристалі.

Двоядерний процесор Intel

З тих пір пройшло чимало часу, в широкому доступі з'явилися ЦП з двома, трьома, чотирма, шістьма і навіть вісьмома ядрами. Але основну частку на ринку до цих пір займають 2 і 4-ядерні моделі. Змінити ситуацію намагаються в AMD, але їх архітектура Bulldozer не виправдала надій і бюджетні восьміядернікі все ще не дуже популярні в світі. Тому питання, що краще: 2 або 4-ядерний процесор, до сих пір залишається актуальним.

Читайте також: Нові процесори AMD матимуть до 32 ядер

Різниця між 2 і 4-ядерним процесором

На апаратному рівні основна відмінність 2-ядерного процесора від 4-ядерного - кількість функціональних блоків. Кожне ядро, по суті, являє собою окремий ЦП, оснащений своїми обчислювальними вузлами. 2 або 4 таких ЦП об'єднані між собою внутрішньої швидкісний шиною і загальним контролером пам'яті для взаємодії з ОЗУ. Інші функціональні вузли теж можуть бути загальними: у більшості сучасних ЦП індивідуальної є кеш-пам'ять першого (L1) і другого (L2) рівня, блоки цілочисельних обчислень і операцій з плаваючою комою. Кеш L3, що відрізняється відносно великим об'ємом, один і доступний всім ядер. Окремо можна відзначити вже згадані AMD FX (а також ЦП Athlon і APU серії A ): У них загальними є не тільки кеш-пам'ять і контролер, а й блоки обчислень з плаваючою комою: кожен такий модуль одночасно належить двом ядрам.

Схема чотирьох ядерного процесора AMD Athlon

З користувальницької точки зору різниця між 2 і 4-ядерним процесором полягає в кількості завдань, які ЦП може обробити за один такт. При однаковій архітектурі, теоретична різниця становитиме 2 рази для 2 і 4 ядер або 4 рази для 2 і 8 ядер, відповідно. Таким чином, при одночасній роботі декількох процесів, збільшення кількості повинно спричинити за собою зростання швидкодії системи. Адже замість 2 операцій чотирьохядерний ЦП за один момент часу зможе виконувати відразу чотири.

Чим обумовлена ​​популярність двоядерних ЦП

Здавалося б, якщо збільшення числа ядер тягне за собою зростання продуктивності, то на тлі моделей з чотирма, шістьма або вісьмома ядрами у двухядерніков немає ніяких шансів. Проте, світовий лідер на ринку ЦП, компанія Intel, щороку оновлює асортимент своєї продукції і випускає нові моделі всього з парою ядер ( Core i3, Celeron, Pentium ). І це на тлі того, що навіть в смартфонах і планшетах на такі ЦП користувачі дивляться з недовірою або презирством. Щоб зрозуміти, чому найпопулярніші моделі - саме процесори з двома ядрами, слід врахувати кілька основних факторів.

Intel Core i3 - найпопулярніші 2-ядерні процесори для домашнього ПК

Проблема сумісності. При створенні програмного забезпечення розробники прагнуть зробити так, щоб воно могло функціонувати як на нових комп'ютерах, так і вже існуючих моделях ЦП і ГП. З огляду на асортимент на ринку, важливо забезпечити, щоб гра нормально працювала і на двох ядрах, і на восьми. Більшість всіх існуючих домашніх ПК оснащені двоядерним процесором, тому підтримки таких комп'ютерів приділяється найбільше уваги.

Складність розпаралелювання завдань. Щоб забезпечити ефективне задіяння всіх ядер, обчислення, вироблені в процесі роботи програми, слід розділити на рівні потоки. Наприклад, завдання, яке може оптимально задіяти всі ядра, виділивши кожному з них по одному або два процеси - одночасна компресія декількох відеороликів. З іграми - складніше, так як всі виконувані в них операції взаємопов'язані. Незважаючи на те, що основну роботу виконує графічний процесор відеокарти, інформацію для формування 3d-картинки готує саме ЦП. Зробити так, щоб кожне ядро ​​обробляло свою порцію даних, а потім подавало її ДП синхронно з іншими, досить складно. Чим більше одночасних потоків обчислень потрібно обробляти - тим важче реалізація завдання.

Наступність технологій. Розробники програмного забезпечення використовують для своїх нових проектів вже існуючі напрацювання, котрі піддаються неодноразової модернізації. В окремих випадках доходить до того, що такі технології сягають корінням в минуле на 10-15 років. Розробка, заснована на проекті десятирічної давності, кардинальної переробки для ідеальної оптимізації піддається дуже неохоче, якщо не зовсім ніяк. Як наслідок, спостерігається нездатність софта раціонально використовувати апаратні можливості ПК. Гра STALKER Заклик Прип'яті, що вийшла в 2009 році (в епоху розквіту багатоядерних ЦП) побудована на движку 2001 року, тому не вміє навантажувати більше, ніж одне ядро.

STALKER повноцінно задіє тільки одне ядоро 4-ядерного ЦП

Така ж ситуація і з популярної онлайн-РПГ World of Tanks: движок Big World, на якому вона базується, створений в 2005 році, коли багатоядерні ЦП ще не сприймалися, як єдино можливий шлях розвитку.

World of Tanks теж не вміє розподіляти навантаження на ядра рівномірно

Фінансові труднощі. Наслідком цієї проблеми є попередній пункт. Якщо створювати кожен додаток з нуля, без використання наявні технології, його реалізація обійдеться в нечувані суми. Наприклад, вартість розробки GTA V склала понад 200 млн доларів. При цьому, деякі технології все одно не були створені «з чистого аркуша», а запозичені з попередніх проектів, так як гра писалася під 5 платформ відразу (Sony PS3, PS4, Xbox 360 і One, а також ПК).

GTA V оптимізована під багатоядерність і вміє рівномірно завантажувати процесор

Всі ці нюанси не дозволяють в повній мірі використовувати потенціал багатоядерних процесорів на практиці. Взаємозалежність виробників апаратного забезпечення і розробників софта породжує замкнуте коло.

Який процесор краще: 2 або 4-ядерний

Очевидно, що при всіх перевагах потенціал багатоядерних процесорів досі залишається нереалізованим до кінця. Деякі завдання взагалі не вміють рівномірно розподіляти навантаження і працюють в один потік, інші - роблять це з посередньою ефективністю, і лише мала частка ПО повноцінно взаємодіють з усіма ядрами. Тому питання, який краще процесор, 2 або 4 ядра, купити, вимагає уважного вивчення поточної ситуації.

На ринку представлені продукти двох виробників: Intel і AMD, що відрізняються особливостями реалізації. Advanced Micro Devices традиційно роблять упор на багатоядерність, в той час як «Інтел» неохоче йдуть на такий крок і нарощують кількість ядер тільки якщо це не призводить до зниження питомої продуктивності в розрахунку на ядро ​​(уникнути якого дуже складно).

Збільшення кількості ядер знижує підсумкову продуктивність кожного з них

Як правило, загальна теоретична і практична продуктивність многоядерного ЦП нижче, ніж аналогічного (побудованого на такий же мікроархітектурі, з тим же техпроцессорм) з одним ядром. Викликано це тим, що ядра використовують загальні ресурси, і це не кращим чином позначається на швидкодії. Таким чином, не можна просто придбати потужний чотири- або шесті'ядерний процесор з розрахунком на те, що він точно не буде слабкіше двоядерника з тієї ж серії. У деяких ситуаціях - буде, при тому відчутно. Як приклад можна привести запуск старих ігор на комп'ютері з восьмиядерна процесором AMD FX : FPS при цьому часом нижче, ніж на аналогічному ПК, але з чотирьохядерним ЦП.

Чи потрібна сьогодні багатоядерність

Чи означає це, що багато ядер не потрібно? Незважаючи на те, що висновок здається закономірним - немає. Легкі повсякденні завдання (такі як веб-серфінг або робота з декількома програмами одночасно) позитивно реагують на збільшення числа ядер процесора. Саме з цієї причини виробники смартфонів роблять упор на кількість, опускаючи на другий план питому продуктивність. Opera (і інші браузери на движку Chromium), Firefox запускають кожну відкриту вкладку у вигляді окремого процесу, відповідно, чим більше ядер - тим швидше перехід між вкладками. Файлові менеджери, офісні програми, програвачі - самі по собі не є ресурсоємними. Але при потребі часто перемикатися між ними багатоядерний процесор дозволить підвищити продуктивність системи.

Браузер Opera кожній вкладці привласнює окремий процес

У компанії Intel усвідомлюють це, тому технологія HuperThreading, що дозволяє ядру обробляти другий потік силами невикористовуваних ресурсів, з'явилася ще за часів Pentium 4. Але вона не дозволяє в повній мірі компенсувати недолік продуктивності.

У «Диспетчері завдань» 2-ядерний процесор з Huper Threading відображається, як 4-ядерний

Творці ігор, тим часом, поступово надолужують згаяне. Поява нових поколінь консолей Sony Play Station і Microsoft Xbox простимулювало розробників приділяти більше уваги багатоядерності. Обидві приставки створені на базі восьмиядерних чіпів AMD, тому тепер програмістам не потрібно витрачати багато сил на оптимізацію при портировании гри на ПК. З ростом популярності цих консолей - з полегшенням змогли зітхнути і ті, хто розчарувався в придбанні AMD FX 8xxx. Многоядернікі посилено відвойовують позиції на ринку, про що можна переконатися на прикладі оглядів.

Читайте також: Огляд AMD FX-6300 - кращого бюджетного ігрового процесора.

висновок

Сказати однозначно, який процесор краще, 2 або 4-ядерний - неможливо. Відповідь сильно залежить від того, вирішення яких завдань потрібно від ПК. Два продуктивних ядра (похвалитися такими можуть тільки процесори серії Intel Core i3 ) Гарні, якщо комп'ютер постійно використовується для запуску старих ігор (створених до 2010 року), відтворення мультимедійного контенту (кіно, музики), роботи з офісною документацією. В інших ситуаціях різниця між 2 і 4-ядерним процесором відчувається не на користь першого.

При паралельному використанні декількох нересурсоємних завдань навантаження на ядра розподіляється рівномірно

Якщо комп'ютер купується не на один рік - економити на ЦП не варто. Побоюючись втратити обсяги продажів, виробники регулярно модифікують процесорний роз'єм, роблячи чіпи різних поколінь несумісними між собою. Раніше подібним чином поступати намагалися лише у випадках, коли старий сокет не міг використовуватися з новими ЦП через серйозні апаратних обмежень, зараз кількість контактів змінюється ледь не щороку. На тлі цього нерідкі випадки, коли людина, що бажає апгрейда, через деякий час після покупки ПК (зазвичай рік-три) вже не може знайти в магазинах більш потужний ЦП, сумісний з іншими комплектуючими його ПК. Тому чотирьохядерний Intel Core i5 або i7 на даний момент можна назвати кращим варіантом процесора для домашнього ПК. У бюджетній категорії можна розглянути як варіант шестиядерний AMD FX .