Разница между многоядерным и многопроцессорным
главное отличие между многоядерным и многопроцессорным является то, что «многоядерный» относится к одному ЦП с несколькими исполнительными блоками, а многопроцессорный — к системе с двумя или более ЦП.
Многоядерные системы имеют несколько ядер или процессоров в одном процессоре. Мультипроцессор содержит несколько процессоров. Как многоядерные, так и многопроцессорные системы помогают ускорить вычислительный процесс. Многоядерный не требует сложных конфигураций, как многопроцессорный. С другой стороны, мультипроцессор более надежен и способен выполнять несколько программ. Вкратце, многоядерный процессор имеет один ЦП, тогда как многопроцессорный имеет много ЦП.
Ключевые области покрыты
1. Что такое многоядерный
— определение, функциональность
2. Что такое мультипроцессор
— определение, функциональность
3. Какова связь между многоядерным и многопроцессорным
— Схема ассоциации
4. В чем разница между многоядерным и многопроцессорным
— Сравнение основных различий
Основные условия
Многоядерный, многопроцессорный, операционная система
Преимущества наличия двухпроцессорной материнской платы
Двухпроцессорная материнская плата
Материнская плата с двумя процессорами позволит вам использовать два процессора одновременно, что очевидно. Но что обеспечивают два процессора, чего не может один?
Это дает вам большее количество ядер, что выдает лучшую многозадачность и большую общую вычислительную мощность. Он также обеспечивает большую пропускную способность PCIe и памяти.
Эти материнские платы включают в себя дополнительные слоты PCIe и RAM, что позволяет устанавливать больше плат расширения и увеличивать максимальный объем оперативной памяти до 256 ГБ.
Одноядерные и многоядерные процессоры? Что лучше?
В последнее время на компьютерах стали применяться многоядерные процессоры. В этой статье мы будем разбирать какое отличие одноядерного процессора от многоядерного и какой из них лучше.
Все мы знаем что мощность и быстродействие компьютера напрямую зависит от центрального процессора. Чем выше частота процессора, тем быстрее работает компьютер. Сейчас практически на всех компьютерах используются многоядерные процессоры. Какое отличие одноядерного процессора от многоядерного мы знаем – многоядерные работают в разы быстрее. А вы когда-нибудь задумывались, за счет чего увеличивается быстродействие многоядерного компьютера? В этой небольшой статье я постараюсь кратко изложить суть отличия одноядерного процессора от многоядерного.
Давайте сначала разберемся, что такое ядро процессора и что такое работа программы.
Ядро процессора – это специальное звено, которое выполняет операции над данными.
Работа программы – это изменение данных и вывод их на экран монитора, что мы видим в конечном итоге.
Операционная система так устроена, что она выделяет каждой программе (процессу) маленький промежуток времени процессора для обработки данных этой программы. Таким образом, из-за высокой частоты процессора и мизерного количества времени нам (пользователям) кажется, что несколько программ работают одновременно. На самом деле это не так. Все программы встают в очередь на выполнение, но очень быстро.
С появлением сначала двух виртуальных процессоров (технология Hyper-threading), а затем и настоящих двуядерных процессоров операционная система в действительности смогла выполнять две операции одновременно.
В настоящее время производители процессоров дошли до такого уровня что уже могут предложить 8-ядерные процессоры для Sony PLAYSTATION 3 и 2-, 3-, 4-ядерные для персональных компьютеров.
Соответственно операционная система с 2-, 3-, 4-ядерным процессором может одновременно выполнять соответственно 2, 3, 4 задачи (процессы).
У многих по ходу может возникнуть такой вопрос – я работаю за компьютером с одной программой, какую выгоду я могу получить от многоядерного процессора?
В Windows работают еще некоторые системные программы, которые запускаются и работают в фоновом режиме. Таких программ может быть много – 15-20, в дополнение к ним еще можно и включить антивирус, сетевой экран, всякие агенты программ и другие подобные. Поэтому, если вы думаете, что вы работаете с одной программой, то вы крупно ошибаетесь.
Соответственно на одноядерном и многоядерном процессорах эти программы будут работать в один и несколько «потоков». Здесь уже разница очевидна. Многоядерный процессор, работая в несколько «потоков» значительно ускоряет работу компьютера. Если же пользователь работает одновременно не с одной, а с несколькими программами, то разница будет заметна еще больше – ускорится запуск программ, уменьшится время переключения между приложениями и т.д.
Однако не стоит полагаться только лишь на один процессор. Все вышеуказанные утверждения верны, но только при наличии на компьютере достаточного объема ОЗУ. Вряд ли можно добиться желаемого эффекта от многоядерного компьютера с 512 Мб оперативной памяти. Система в целом должна быть сбалансирована.
Прирост в производительности может быть существенным – от 30 – 300% (зависит от типа процессора и используемого ПО). Наглядно за быстродействием системы можно наблюдать в диспетчере задач. В компьютерах с двуядерным процессорам в программе будут два окна загрузки – одно окно для отдельного ядра. Таким образом, можно определить сколько ядер имеет ваш процессор.
Также следует отметить, что в случае зависания некоторых программ ОС может продолжить работу на других ядрах. Это позволит работать на компьютере без перезагрузки и потери данных на других программах.
Конечно, если вы покупаете себе компьютер лучше брать процессор с максимальным количеством ядер – 4-х ядерный (на момент написания статьи). Такое удовольствие стоит довольно дорого, но если финансы не позволяют, то можно обойтись и 2-х ядерным. Не стоит также забывать и про архитектуру ПК. Как говорилось выше, система должна быть сбалансированной.
На последок хотелось бы сказать, что современные ОС уже сделаны для работы с многоядерными ПК и умеют распределять равномерно нагрузку между ядрами. При разработке программ производители все больше делают уклон для работы с многоядерными процессорами. В дальнейшем будет расти число ядер, а также и число программ, которые будут работать с этими процессорами.
Принцип работы
Большинство современных многоядерных процессоров работает по следующей схеме. Если запущенное приложение поддерживает многопоточность, оно может заставлять процессор выполнять несколько заданий одновременно. Например, если в компьютере используется 4-ядерный процессор с тактовой частотой 1.8 ГГц, программа может «загрузить» работой сразу все четыре ядра, при этом суммарная частота процессора будет составлять 7.2 ГГц. Если запущено сразу несколько программ, каждая из них может использовать часть ядер процессора, что тоже приводит к росту производительности компьютера.
Многие операционные системы поддерживают многопоточность, поэтому использование многоядерных процессоров позволяет ускорить работу компьютера даже в случае приложений, которые многопоточность не поддерживают. Если рассматривать работу только одного приложения, то использование многоядерных процессоров будет оправданным лишь в том случае, если это приложение оптимизировано под многопоточность. В противном случае, скорость работы многоядерного процессора не будет отличаться от скорости работы обычного процессора, а иногда он будет работать даже медленнее.
Многопроцессорные компьютеры
В мощных серверах используются многопроцессорные компьютеры, т.е. компьютеры, в которых установлено несколько процессоров. Каждый процессор в компьютере может быть, в свою очередь, многоядерным процессором.
Для функционирования многопроцессорной системы необходимо выполнение следующих условий:
· материнская плата должна поддерживать несколько процессоров, т. е. иметь дополнительные разъемы для установки процессоров и соответствующий набор микросхем;
· процессор должен поддерживать работу в многопроцессорной системе;
· операционная система должна поддерживать работу с несколькими процессорами (такими операционными системами являются серверные версии Windows и Unix).
Мультипроцессирование является наиболее эффективным, когда оно используется многозадачными операционными системами и прикладными программами, созданными с помощью специальных средств, которые позволяют выполнять параллельную обработку данных.
В процессе одновременной работы нескольких процессоров операционная система распределяет различные задачи между процессорами. Существуют два режима работы многопроцессорных систем – асимметричный и симметричный.
В режиме асимметричной обработки один процессор выполняет только задачи операционной системы, а другой – прикладные программы.
В режиме симметричной обработки – SMP (Symmetric Multi-Processing) задачи операционной системы и пользовательские приложения могут выполняться любым процессором в зависимости от его загрузки. Этот режим является более производительным и поэтому он используется в большинстве многопроцессорных систем.
По способу соединения процессоров друг с другом различают тесносвязанные процессоры и слабосвязанные процессоры.
Тесносвязанные процессоры (tightly-coupled multiprocessors) подключаются к общей системной шине через общую кэш-память на материнской плате. Примерами таких процессоров являются некоторые модели семейства Intel Xeon и процессоры AMD Opteron. Многоядерные процессоры можно считать одним из типов тесносвязанных процессоров.
Слабосвязанные процессоры (loosely-coupled multiprocessors), также называемые кластерами, являются обычными или многоядерными процессорами, которые связаны между собой с помощью высокоскоростных каналов связи (обычно для этих целей используется высокоскоростная компьютерная сеть – Ethernet со скоростью обмена 1 Гбит/с).
Преимуществами тесносвязанных многопроцессорных систем по сравнению со слабосвязанными являются:
· небольшой размер (вся система размещается в одном системном блоке, в то время как слабосвязанные системы могут состоять из нескольких компьютеров);
· высокая производительность за счет использования более высокоскоростных каналов, чем в слабосвязанных системах;
В то же время тесносвязанные многопроцессорные системы имеют следующие недостатки:
· невозможность модернизации (в слабосвязанных системах можно заменять как отдельные компоненты компьютеров, входящих в кластер, так и сами компьютеры).
Можно ли использовать материнскую плату на 2 процессора для игр
Конечно их можно использовать, но это не станет вашим лучшим вложением средств. Для современных игр достаточно 4 ядер средне бюджетного процессора. Дорогие двухпроцессорные системы предназначены для серверов и рабочих станций, но также позволяют стримить, записывать, и обрабатывать видео.
Возможно вы только узнали о существовании двухпроцессорных материнских плат и наверняка задаете себе вопрос, а какое преимущество они дадут в играх? Это как раз тот вопрос, на который я отвечу в этой статье.
Как вы понимаете такая плата обеспечивает установку одновременно двух процессоров, но что нам это даст в сравнении со стандартной конфигурацией?
Для начала, такая конфигурация дает в сумме бОльшее количество ядер, что увеличивает многопоточность. Так же возрастает пропускная способность шины PCIe и RAM.
Такие платы обладают большим количеством слотов PCIe и RAM, что позволяет установить несколько видеокарт и до 256 Гб оперативной памяти.
Ну конечно же — ДА!
НО, это стоит больших денег и не всегда оправдывает вложения, поэтому не всегда это доступно и эффективно.
Оптимально — использование 4 ядер процессора, именно столько могут использовать современные игры. Ниже рассмотрим это подробнее и добавим о преимуществах материнской платы с двумя процессорами.
Во время игрового процесса главная задача процессора – передача необходимых данных на видеокарту, которая забирает на себя все тяжелые вычисления построения и вывода 3D графики.
Кроме того, ЦП контролирует поведение Искуственного Интеллекта, обсчитывает реакцию на действия игрока в игре, занимается загрузкой необходимой информации с жесткого диска. На словах это кажется сложными операциями, но на деле с этим легко справляется любой многоядерный современный процессор.
Единственное, что не обходимое учитывать – наличие бутылочного горлышка (узкого места). Этот термин означает, что разброс мощности компонентов ПК слишком велик. К примеру: скорости работы ЦП не хватает для передачи данных на видеокарту, из-за чего она не нагружается на максимум своих возможностей.
C учетом всех данных, становится понятно, что даже 4 GTX 1080TI в режиме SLI будут лишь незначительно ограничены в производительности даже обычным Core i7. Конечно если у вас есть деньги на покупку SLI конфигурации, то и процессор стоит выбрать производительнее.
И так, какую роль играет ОЗУ в играх?
Каждый раз, когда вы видите экран загрузки, ваш процессор считывает ресурсы игры с жесткого диска и загружает их в оперативную память. Это дает практически мгновенный доступ к ресурсам, ведь скорость считывания и записи ОЗУ намного больше, чему у жесткого диска или даже SSD.
К примеру: скорость жесткого диска – около 100 мб/сек, SSD накопителя – 500мб/сек. Современная ОЗУ DDR4 на частоте 3200 Mhz. обладает скоростью до 25 Гб/сек.
В итоге мы получаем, что для хорошо оптимизированных игр достаточно всего 8 Гб высокочастотной памяти (конечно, если это не унулые порты с консолей или неоптимизированные ранние альфа-версии).
А объём в 256 Гб оперативы и 8 слотов PCI остаются уделом серверов, и рабочих станций. Играм такой объем просто не нужен.
Слоты PCIe необходимы для подключения видеоадаптеров, звуковых карт, сетевых адаптеров и прочих плат расширения.
Однако, как ранее упоминалось, даже простой I7 не станет узким место для связки из 4 GTX 1080Ti, а типичные ATX, MATX, E-ATX платы обладают необходимыми количеством слотов для создания хорошей игровой конфигурации. Так что, большое количество слотов необходимо прежде всего серверам, где требуется одновременное использования десяти или более сетевых адаптеров.
В заключении стоит отметить, что не существует игр, оптимизированных под работу сразу на двух процессорах. Более 10 лет назад разработчики стали оптимизировать свои игры для работы на 2 ядерном процессоре. Сейчас же, при игре на двухпроцессорной системе, один из чипов будет просто не использован.
Суть в том, что двухпроцессорные платы, просто не предназначены для игр. Конечно на них можно запустить любую игру, но один из чипов будет простаивать без дела, что является абсолютно бесполезной тратой денег. Данные конфигурации разработаны для серверов, где требуется большое количество ОЗУ и слотов расширения, а также рабочих станций, где в серьезных многопоточных вычислениях не справляется один ЦП.
Единственный вариант использования такой конфигурации – создание стрим сервера, где пользователь будет отдавать один чип под игру, а второй для трансляции и записи потокового видео.
Рядовому пользователю для комфортной игры, достаточно Core i5 или Ryzen 5, даже Core i7, i9 уже можно использовать для создания SLI или CrossFire связок.
