多核心处理器:总是更好?

现在,多核心处理器已经可以在个人电脑中使用十多年了。 原因是这些处理器在时钟速度方面受到物理限制,并且它们的冷却效率有多高,仍然保持准确。 通过转向单处理器芯片上的额外内核,制造商可以通过有效地乘以CPU可处理的数据量来避免时钟速度方面的问题。 当它们最初被发布时,它只是一个CPU中的两个内核,但现在有四个,六个甚至八个的选项。 除此之外,还有英特尔的超线程技术,几乎使操作系统所看到的核心翻一番。 由于现代操作系统的多任务特性,在单个处理器中拥有两个内核一直具有实实在在的优势。 毕竟,当防病毒程序在后台运行时,您可能正在浏览网页或输入报告。 对于许多人来说,真正的问题可能是如果有两个以上的人真的有益,如果有的话,有多少人?

穿线

在深入了解多处理器内核的优点和缺点之前,了解线程的概念非常重要。 线程只是一个程序中的单个数据流,通过PC上的处理器。 每个应用程序根据其运行方式生成自己的或多个线程。 通过多任务处理,单个核心处理器一次只能处理一个线程,因此系统可以在线程之间快速切换,以看起来并发的方式处理数据。

拥有多个核心的好处是系统可以处理多个线程。 每个核心都可以处理单独的数据流。 这极大地提高了运行并发应用程序的系统的性能。 由于服务器往往在特定时间运行多个应用程序,它最初是在那里开发的,但是随着个人计算机变得越来越复杂并且多任务处理增加,他们也从具有额外内核中受益。

软件依赖

虽然多核心处理器的概念听起来非常吸引人,但这种能力存在一个主要警告。 为了看到多处理器的真正优势,必须编写在计算机上运行的软件以支持多线程。 没有支持这种功能的软件,线程将主要通过单个核心运行,从而降低效率。 毕竟,如果它只能在四核处理器的单核上运行,那么在基本时钟速度更高的双核处理器上运行它可能会更快。

值得庆幸的是,目前所有主要的操作系统都具有多线程功能。 但是多线程也必须写入应用软件。 幸好在消费类软件中对多线程的支持有了很大的提高,但对于很多简单的程序来说,由于其复杂性,多线程支持仍然没有实现。 例如,邮件程序或网络浏览器不太可能看到多线程的巨大优势,例如计算机正在执行复杂计算的图形或视频编辑程序。

一个很好的例子来解释一下这个典型的PC游戏。 大多数游戏需要某种形式的渲染引擎来显示游戏中发生的事情。 除此之外,还有一些人工智能来控制游戏中的事件和角色。 对于单核,这两者必须通过在两者之间切换来起作用。 这不一定有效。 如果系统有多个处理器,则渲染和AI可以在单独的核心上运行。 这看起来像是一个多核心处理器的理想情况。

这是多个线程如何使程序受益的极好例子。 但在同样的例子中,四个处理器核心会比两个更好吗? 这是一个非常难以回答的问题,因为它高度依赖软件。 例如,很多游戏在两核和四核之间的性能差异仍然很小。 基本上没有游戏能够看到来自四个以上处理器内核的实际利益。 回到电子邮件或网页浏览的例子,即使是四核也没有真正的好处。 另一方面,转码视频的视频编码程序可能会看到巨大的收益,因为单个帧渲染可以传递到不同的核心,然后通过软件整理成单个流。 因此拥有八个核心将比四个核心更有利。

时钟速度

简要提到的一件事是时钟速度。 大多数人仍然熟悉时钟速度越高,处理器速度越快的事实。 在处理多个内核时,时钟速度变得更加模糊。 这与处理器现在可以处理多个数据线程(由于额外的内核)有关,但由于热限制,每个内核将以较低的速度运行。

例如, 双核处理器的每个处理器的基本时钟频率可能为3.5 GHz,而四核处理器的运行频率可能只有3.0 GHz。 只要看看它们每个上的单个内核,双核处理器就能比四核上的速度快大约百分之十四。 因此,如果你有一个只有单线程的程序,双核处理器实际上更好。 再说一次,如果你有一些可以使用全部四个处理器的东西,比如视频转码,那么四核处理器实际上比双核处理器快大约百分之七十。

那么,这意味着什么? 那么,你必须仔细看看处理器和软件,以便了解它将如何实现整体性能。 一般来说,多核心处理器是更好的选择,但这并不一定意味着您的整体性能会更好。

结论

大多数情况下,拥有更高核心数量的处理器通常是件好事,但这是一件非常复杂的事情。 大多数情况下,双核或四核处理器对于基本的计算机用户来说将具有足够的功率。 大多数消费者目前看不到超过四个处理器内核的实际收益,因为只有很少的软件可以利用它。 唯一应该考虑如此高核心数量处理器的人是那些执行诸如桌面视频编辑或复杂的科学和数学程序的任务的人。 正因为如此,我们强烈建议读者查看我们需要的个人电脑速度有多快? 文章来更好地了解什么类型的处理器最符合他们的计算需求。