Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Сколько нужно процессору ядер, чтобы тянуть современные игры

Добрый день. Сегодня хотелось бы разобрать, что такое потоки в процессоре. Те самые, о функциях и возможностях которых большинство и не догадывается, однако любят хвастаться остальным.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Если провести сравнение процессоров разных поколений, то можно заметить одну интересную тенденцию: многопоточность – штука полезная и здорово повышает суммарную производительность системы.

Начнем с того, что каждый современный процессор построен на физических ядрах с определенной частотой. Допустим, 1 ядро имеет тактовую частоту в 3 ГГц, т.е. может выполнить 3 млрд вычислительных операций за секунду (такт). Но современные ОС (Windows, Linux, MacOS) запускают более 3 млрд процессов, т.е. пользователь начинает сталкиваться с таким понятием как прерывание: ЦП физически не успевает обрабатывать все сразу и начинает переключаться на самые приоритетные задачи.

Логика здесь элементарная: присмотреться к многоядерным и многопоточным решениям. Разгон не дает линейного прироста в производительности, иначе такие гиганты как Intel и AMD выпускали бы процессоры на 5–6 и более ГГц.

Польза от повышения частоты есть, но она нивелируется увеличенным энергопотреблением и сокращением срока службы ЦП.

Многопоточность и все о ней

Многие наверняка слышали выражения из серии «2 потока», «4 потока», «8 потоков» и т.д. При этом физических ядер зачастую было в 2 раза меньше.

Эта технология имеет название HyperThreading (Intel) или SMT (AMD).

Многопоточность у красных появилась совсем недавно, с выходом чипов Ryzen на совершенно новом техпроцессе. Что это такое – тема отдельной статьи.

Цель функции заключается в том, что на 1 ядро может одновременно обрабатывать несколько потоков данных. Пока первый поток простаивает, а второй занимается вычислением, запущенное приложение может воспользоваться вакантной логической мощью для своих целей. В результате, прерывания случаются гораздо реже, а вы не ощущаете тормозов и прочих неудобств при работе.

Недостаток технологии заключается в следующем:

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны
Если очень грубо, то все кирпичи с одного места на другое можно перенести в одной руке (1 поток), либо в двух (2 потока), но человек при этом один (1 ядро) и устает одинаково при любых условиях, хоть его производительность фактически увеличивается вдвое. Иными словами, мы упираемся в производительность ЦП, а конкретней в его частоту.
Знакомы с понятием Turbo Boost? Процесс кратковременно повышает частоту процессора на несколько сотен мегагерц в особо сложных сценариях, чтобы вы не испытывали проблем при обработке сложных данных.



Как узнать, сколько потоков в процессоре

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Производительность компьютера зависит не только от количества ядер, но и от количества потоков, которые способны обрабатывать ядра. Технологии Hyper-threading от Intel и Zen от AMD сделали возможными существование многопоточных CPU. Узнать, сколько потоков в процессоре, можно как через сторонние программы, так и воспользовавшись стандартными инструментами операционной системы.

Сколько нужно ядер и потоков современному обывателю?

Как я уже сказал выше, современные ОС падки на ресурсы процессора, поскольку отнимают часть мощностей на собственные службы, интерфейс, красивости и функции защиты в реальном времени. Но при этом пользователь хочет еще и работать с комфортом.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Как узнать сколько ядер в процессоре на Windows 10

Не многие знают, как посмотреть сколько ядер и потоков в установленном на компьютере процессоре под управлением Windows 10. Операционная система позволяет узнать количество ядер как с использованием стандартных средств, так и стороннего программного обеспечения. После подробных характеристик процессора можно оценить, подходит ли компьютер для игры по минимальным требованиям или нет.

Эта статья расскажет, как узнать сколько ядер в процессоре на Windows 10. Ответить точно, сколько ядер процессора нужно для игр не можно, поскольку разные проекты получают разные требования и оптимизацию. Только сейчас стало возможным в некоторых играх ощутить преимущества многоядерных процессоров благодаря хорошей оптимизации.

Вместо итогов

Практика показывает, что современный универсальный ПК должен иметь в своем распоряжении как минимум 4 ядра/8 потоков, чего будет достаточно для большинства задач, связанных с обработкой данных. Хотя варианты из серии 6/12 выглядят более обещающими по той причине, что стоят они не намного дороже, а пользы от них больше.

В качестве «золотой» середины можем предложить свежий вариант модели, построенный на обновленной архитектуре Zen2. Он отлично справляется с играми, программами, распараллеливанием и обработкой данных, при этом отлично гонится(одним словом – стал популярным (появился в июле 2019)).

Надеемся, что вы почерпнули для себя полезную информацию, которая пригодится при подборе процессора для будущей системы. Следите за дальнейшими обновлениями, чтобы не пропустить новые статьи об анатомии ЦП.

С уважением Андрей Андреев

Как узнать сколько ядер в процессоре

Основные сведение о компьютере

Перейдите в Свойства компьютера нажав сочетание клавиш Win+Pause&Break. В открывшемся окне напрямую не указывается количество ядер процессора. На примере установленного процессора можно узнать количество ядер непосредственно с его названия (Eight-Core Processor — восьмиядерный процессор). Бывает в названии процессора указывается количество ядер, как Х4 или Х6, в зависимости от модели процессора.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Перейдите в раздел Параметры > Система > О системе. В обновлённом интерфейсе указываются все характеристики компьютера, которые можно увидеть ранее. Непосредственно с названия устройства определяем сколько ядер в установленном в компьютере процессоре.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Приложение сведения о системе

В обновлённом поиске введите Сведения о системе и выберите Запуск от имени администратора. В главном окне открывшего приложения найдите элемент Процессор и посмотрите его значение.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

На примере AMD FX(tm)-9370 Eight-Core Processor можно увидеть количество ядер: 4, логических процессоров: 8, хотя в названии процессора указывается значение: 8 физических ядер. Можно предположить, что такие значения указываются из-за своеобразной архитектуры процессора. Но как не странно при правильной оптимизации игровых проектов такой мощности более чем достаточно.

Классический диспетчер задач

Перейдите в диспетчер задач нажав сочетание клавиш Ctrl+Shift+Esc. Классический диспетчер задач в актуальной версии операционной системы можно открыть и другими способами. В открывшемся окне перейдите в закладку Производительность и посмотрите сколько Ядер и Логических процессоров доступно на установленном процессоре.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Стандартная командная строка

В поисковой строке наберите Командная строка, и выберите пункт Запуск от имени администратора. В открывшемся окне выполните команду: WMIC CPU Get DeviceID,NumberOfCores,NumberOfLogicalProcessors.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

После выполнения команды пользователю будут выведены значения NumberOfCores — количество ядер и NumberOfLogicalProcessors — количество логических процессоров. Возможно, на только выпущенных процессорах некоторые данные будут неправильно отображаться, но после обновления системы всё встанет на свои места.

Диспетчер устройств в системе

Откройте диспетчер устройств выполнив команду devmgmt.msc в окне Win+R. Теперь перейдите в Процессоры, и посмотрите сколько отображается пунктов (потоков процессора).

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

В диспетчере устройств можно узнать количество потоков процессора, в случае линейки AMD FX(tm)-9370 количество ядер равно количеству потоков исходя из официальных характеристик устройства (не будем углубляться в подробности построения самого процессора). Здесь отображаются все другие подключённые устройства. Например, можно также узнать, какая видеокарта или процессор стоит на компьютере.

Средство конфигурации системы

О приложении конфигурации системы мы более подробно вспоминали в инструкции: Как зайти в MSConfig Windows 10. Не рекомендуется вносить изменения в конфигурацию системы без ознакомления с описанием каждого параметра.

Выполните команду msconfig в окне Win+R. Перейдите в раздел Загрузка > Дополнительные параметры и после активации пункта Число процессоров можно в ниже представленном списке посмотреть сколько ядер процессора доступно пользователю.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Не применяйте изменения после выбора любого значения, поскольку текущий пункт был создан для ограничения производительности. Вместе со средствами операционной системы можно использовать стороннее ПО. Его использовали для просмотра характеристик компьютера на Windows 10. К самым известным классическим программам относят: CPU-Z, AIDA64 и EVEREST Ultimate Edition.

А также непосредственно современный BIOS материнской платы позволяет ограничить производительность процессора, а значит и можно узнать сколько ядер в установленном процессоре. Для более надёжного и подробного ознакомления с характеристиками процессора рекомендуется посмотреть спецификации на сайте производителя.

Существует много способов узнать сколько ядер в процессоре на Windows 10. Стоит различать значения физических ядер и логических потоков. Поскольку сейчас на рынке есть множество процессоров с разными соотношениями ядрам к потокам. Интерес пользователей сейчас притянут к процессорам с увеличенному количеству потоков в два раза.

Что такое потоки процессора?

Во многих процессорах топового уровня есть потоки, как и ядра. Я постараюсь объяснить в чем отличие потока от ядра, и в чем преимущество этих потоков. Потоки появились достаточно давно, а именно еще во времена правления Pentium 4 (до них она был в Ксеонах как суперпоточность).

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

В то время потоки еще носили сомнительную пользу, некоторые пользователи считали что они только ухудшают производительность.

Но на самом деле, производительность не падала, просто на то время программ, которые могли грамотно работать с двумя потоками — вообще не было. Поэтому, потоки это скорее всего была экспериментальная технология в то время, кстати почти все Pentium D также не имели ее за исключением топовых моделе D955, D965 (это двухядерники с четырьмя потоками).

Теперь немного разберемся с тем, что это вообще такое. Технология потоков называется Hyper-threading

и отображается сокращенно:
HT
(как правило указывается на коробках сбоку). На одно ядро допустим один поток. Если вы задавались иногда вопросом «как увеличить количество потоков процессора», то я вас разочарую — это невозможно, и даже не думайте об этом, это глупости =).

Hyper-threading позволяет хранить состояние сразу двух потоков, поэтому в из под Windows такие потоки выглядят как ядра. То есть, если у вас имеет процессор 2 ядра, то это 4 потока. Соответственно я имею ввиду процессор, который поддерживает гипертрейдинг.

Как работает Hyper-threading? Чтобы вы понимали, то процессор выполняет не только ваши задачи, но и другие, и в том числе служебные. Так вот, обрабатывая данные, поток потом их отправляет, или ждет новых данных из оперативной памяти. В это время, пока он ждет, он может помогать другому потоку. То есть гипертрейдинг призван увеличить производительность процессора, уменьшая время бездействия.

То есть, можно сделать вывод, что количество потоков всегда равно количеству ядер умноженное на два. Никак иначе. Эту технологию разработала Intel, соответственно в AMD-процессорах ее нет, но есть мнение, что у них есть подобная технология, именно поэтому многие считают что в восьми-ядерных процессорах AMD восемь не ядре, а потоков.

В любом случае, эта технология полезна, хоть это и виртуальные ядра — лучше с HT, чем без нее.

Также плюсом является то, что не только система видит такие потоки как настоящие ядра, но и программы, и если программа умеет распараллеливать свою работу, то скорость ее работы будет выше с потоками, чем без.

Теперь вас наверно заинтересует — как узнать количество потоков процессора? Это очень просто. Вам нужно открыть диспетчер задач (по панели задач нажмите правой кнопкой), и перейти на вкладку производительность. Там будет поле ядра, а под ним — количество потоков, вам нужно последнее:

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Как видите, число потоков равно числу ядер, потому что мой Pentium G3220 к сожалению не поддерживает технологию HT.

Современные процессоры Intel Core i3, i7 ее поддерживают, а вот i5 — нет (вроде бы только в ноутбуках есть i5 с двумя ядрами и HT, и некоторые процессоры на 1156 сокет, там тоже два ядра и HT). Думаю что маркетинговый ход, чтобы было равно-мерное увеличение производительности моделей серии i.

Если вы думаете, какой процессор лучше — с потоками или нет, то конечно с ними. Иногда (не буду углубляться) цена с поддержкой HT и без невелика, поэтому стоит доплатить и взять тот, что поддерживает HT. Это я так, в общих чертах вам на будущее.

Рубрика: Процессор / Метки: потоки процессора / 28 Сентябрь 2015 / Подробнее
Вернуться на главную!

Источник

Процессор: потоки или ядра

На рынке компьютерных комплектующих присутствует немало процессоров, у которых число потоков больше числа физических ядер. В некоторых задачах эти «виртуальные ядра» могут дать существенный прирост в производительности, в других они практически бесполезны.

Многоядерность и гиперпоточность

Поток (применительно к процессору), или виртуальное ядро – результат реализации вычислений, при котором одно физическое ядро способно программно разделять свою производительность и работать над несколькими последовательностями команд одновременно. Простыми словами, ЦП делает вид для операционной системы и программ, что у него больше ядер, чем есть на самом деле. Убедиться в этом можно, открыв диспетчер устройств или другую программу для мониторинга комплектующих.

Гиперпоточность позволяет распараллеливать вычисления более эффективно – если одно виртуальное ядро завершило работу над своей задачей и находится в режиме ожидания, его ресурсы может использовать другое. В случаях, когда гиперпоточность не поддерживается, эти ресурсы простаивают. Таким образом, поддержка виртуальных ядер может ускорить выполнение некоторых задач, хотя, разумеется, она не так хороша, как наличие дополнительных физических, и удвоения производительности ожидать не стоит.

Иллюстрация концепции потоков/виртуальных ядер:

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Рассмотрим следующий упрощенный пример: если двухъядерный процессор с двумя потоками работает с четырьмя последовательностями команд одновременно, а производительность одного ядра для одной последовательности избыточна, то общая производительность будет ниже, чем в случае, если на месте такого процессора будет вариант с двумя ядрами, но с четырьмя потоками, поскольку на переключение между задачами тратится дополнительное время, и часть ресурсов иногда простаивает. А вот если вычислительных ресурсов одного потока недостаточно для выполнения одной последовательности, то виртуальные ядра почти не помогут – нужны дополнительные физические.

Распараллеливание нагрузки при помощи технологии Intel Hyper-Threading

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Немного истории

Когда-то процессоры были одноядерными и однопоточными. Если требовалось эффективно распараллеливать вычисления (в серверном сегменте, рабочих станциях) использовались материнские платы с несколькими процессорными разъемами. Соответственно, материнке требовалась возможность соединять все процессоры с другими комплектующими (например, оперативной памятью). По сравнению с современной реализацией, возникали дополнительные задержки, возрастали энергозатраты.

Развитие архитектуры началось с гиперпоточности, а в дальнейшем на одном кристалле производители стали размещать и несколько физических ядер. Сейчас оба основных производителя центральных процессоров для ПК (Intel и AMD) выпускают модели с двумя и более физическими ядрами, как с поддержкой виртуальных ядер, так и без нее.

Потоки или ядра?

Центральный процессор – один из ключевых компонентов системы, влияющих на ее производительность в целевых задачах, а также на удобство использования компьютера. Часто у пользователей, желающих собрать систему, возникает вопрос: на что ориентироваться при выборе ЦП? Стоит ли переплачивать за дополнительные потоки/виртуальные ядра?

Наибольшую выгоду виртуальные ядра приносят в рабочих задачах, подверженных эффективному распараллеливанию. К ним относятся, например, архивация файлов, обработка фотографий, рендеринг видео, моделирование. Таким образом, польза дополнительных потоков для компьютера, который будет использоваться в первую очередь для игр или медиа, сомнительна. Впрочем, если параллельно с играми будут выполняться и другие задачи, такие как стриминг, запись/обработка видео, скачивание/раздача файлов при помощи торрент-клиента, антивирусная проверка, она возрастает. В подобных ситуациях виртуальные ядра помогают снять фоновую нагрузку с физических.

Впрочем, кратного роста вычислительной мощи ждать все равно не стоит, и для типичных домашних сценариев использования переплата за виртуальные ядра часто будет неоправданной. Другое дело – если компьютер используется для профессиональной деятельности, и применяются программы, хорошо работающие с гиперпоточностью – прирост в производительности при правильной оптимизации может составлять десятки процентов.

Подытожим : если речь идет о домашнем игровом или мультимедийном компьютере, не стоит ждать чудес от виртуальных ядер, и, если за них придется доплатить ощутимую сумму, лучше рассмотреть вариант с дополнительными физическими, или вложить деньги в другие комплектующие. Если же система будет использоваться для работы – прирост может быть значительным, поэтому стоит ознакомиться с тестами гиперпоточных ЦП для конкретного вида задач.

Источник

Для чего нужны потоки в процессоре

На рынке компьютерных комплектующих присутствует немало процессоров, у которых число потоков больше числа физических ядер. В некоторых задачах эти «виртуальные ядра» могут дать существенный прирост в производительности, в других они практически бесполезны.

Многоядерность и гиперпоточность

Ядро – это физически обособленная вычислительная единица процессора, способная в один момент времени выполнять одну последовательность команд. Если ядро одно, а последовательностей требуется выполнять несколько, оно быстро переключается между ними, выполняя задачи поочередно.

Поток (применительно к процессору), или виртуальное ядро – результат реализации вычислений, при котором одно физическое ядро способно программно разделять свою производительность и работать над несколькими последовательностями команд одновременно. Простыми словами, ЦП делает вид для операционной системы и программ, что у него больше ядер, чем есть на самом деле. Убедиться в этом можно, открыв диспетчер устройств или другую программу для мониторинга комплектующих.

Гиперпоточность позволяет распараллеливать вычисления более эффективно – если одно виртуальное ядро завершило работу над своей задачей и находится в режиме ожидания, его ресурсы может использовать другое. В случаях, когда гиперпоточность не поддерживается, эти ресурсы простаивают. Таким образом, поддержка виртуальных ядер может ускорить выполнение некоторых задач, хотя, разумеется, она не так хороша, как наличие дополнительных физических, и удвоения производительности ожидать не стоит.

Иллюстрация концепции потоков/виртуальных ядер:

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Рассмотрим следующий упрощенный пример: если двухъядерный процессор с двумя потоками работает с четырьмя последовательностями команд одновременно, а производительность одного ядра для одной последовательности избыточна, то общая производительность будет ниже, чем в случае, если на месте такого процессора будет вариант с двумя ядрами, но с четырьмя потоками, поскольку на переключение между задачами тратится дополнительное время, и часть ресурсов иногда простаивает. А вот если вычислительных ресурсов одного потока недостаточно для выполнения одной последовательности, то виртуальные ядра почти не помогут – нужны дополнительные физические.

Распараллеливание нагрузки при помощи технологии Intel Hyper-Threading

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Немного истории

Когда-то процессоры были одноядерными и однопоточными. Если требовалось эффективно распараллеливать вычисления (в серверном сегменте, рабочих станциях) использовались материнские платы с несколькими процессорными разъемами. Соответственно, материнке требовалась возможность соединять все процессоры с другими комплектующими (например, оперативной памятью). По сравнению с современной реализацией, возникали дополнительные задержки, возрастали энергозатраты.

Развитие архитектуры началось с гиперпоточности, а в дальнейшем на одном кристалле производители стали размещать и несколько физических ядер. Сейчас оба основных производителя центральных процессоров для ПК (Intel и AMD) выпускают модели с двумя и более физическими ядрами, как с поддержкой виртуальных ядер, так и без нее.

Потоки или ядра?

Центральный процессор – один из ключевых компонентов системы, влияющих на ее производительность в целевых задачах, а также на удобство использования компьютера. Часто у пользователей, желающих собрать систему, возникает вопрос: на что ориентироваться при выборе ЦП? Стоит ли переплачивать за дополнительные потоки/виртуальные ядра?

Ответ зависит от предполагаемых сценариев использования. В большинстве игр прирост производительности от гиперпоточности окажется минимальным или даже нулевым, а вот добавление физических ядер скажется на частоте кадров явно положительно. Разумеется, если движок игры способен распараллеливать вычисления на такое количество ядер. Многие игры, выпущенные в предыдущие годы, способны работать только с 2-4 ядрами – остальные будут простаивать или заниматься фоновыми программами.

Наибольшую выгоду виртуальные ядра приносят в рабочих задачах, подверженных эффективному распараллеливанию. К ним относятся, например, архивация файлов, обработка фотографий, рендеринг видео, моделирование. Таким образом, польза дополнительных потоков для компьютера, который будет использоваться в первую очередь для игр или медиа, сомнительна. Впрочем, если параллельно с играми будут выполняться и другие задачи, такие как стриминг, запись/обработка видео, скачивание/раздача файлов при помощи торрент-клиента, антивирусная проверка, она возрастает. В подобных ситуациях виртуальные ядра помогают снять фоновую нагрузку с физических.

Впрочем, кратного роста вычислительной мощи ждать все равно не стоит, и для типичных домашних сценариев использования переплата за виртуальные ядра часто будет неоправданной. Другое дело – если компьютер используется для профессиональной деятельности, и применяются программы, хорошо работающие с гиперпоточностью – прирост в производительности при правильной оптимизации может составлять десятки процентов.

Подытожим : если речь идет о домашнем игровом или мультимедийном компьютере, не стоит ждать чудес от виртуальных ядер, и, если за них придется доплатить ощутимую сумму, лучше рассмотреть вариант с дополнительными физическими, или вложить деньги в другие комплектующие. Если же система будет использоваться для работы – прирост может быть значительным, поэтому стоит ознакомиться с тестами гиперпоточных ЦП для конкретного вида задач.

Доброго времени суток.

Вы в курсе, что центральные процессоры для компьютера с большим количеством ядер могут уступать в производительности тем, у которых их меньше? Если вы хотите взять мощный CPU, следует учитывать и число потоков в нем. Не знаете, что такое потоки в процессоре? В этой статье вы получите информацию, которая поможет вам в выборе ЦП.

Разберемся в терминологии

Чтобы ни у кого не возникало путаницы в голове, предлагаю разобраться с ключевыми терминами, играющими роль в нашей теме.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Ядро процессора — часть микросхемы, отвечающая за выполнение одного потока команд.
В современных процах, как правило, несколько ядер, каждое из которых имеет собственный кэш первого уровня и общий — второго и третьего. Такое решение позволяет данным быстрее перемещаться между ядрами, когда они работают над одним процессом.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Не путайте с ядром операционной системы, которое координирует доступ программ к ресурсам компьютера.

Поток выполнения — самая малая единица обработки, назначенная ядром ОС, которая разделяет код и контекст процесса. В одном процессе могут действовать сразу несколько потоков и совместно использовать ресурсы CPU.

Технология Hyper-threading

Вы наверняка слышали или догадались из вышесказанного, что чем больше в процессоре ядер и гигагерц, тем он быстрее обрабатывает задачи, которые вы ему даете. Это правда. Но не только ядра влияют на производительность, если речь идет о продуктах бренда Intel.

Компания изобрела технологию под названием «Hyper-threading» (полное — hyper-threading technology, HT либо HTT), которое переводится на русский язык как гиперточность. Она разработана для процев, основанных на микроархитектуре NetBurst.

HT отсутствует в устройствах линейки Core 2, в том числе «Duo» и «Quad». Схожая технология с таким же наименованием внедрена в продуктах Core i3, «i7» и нескольких «i5», а также в некоторые модели серий Itanium и Atom.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Суть «Hyper-threading» заключается в том, что при выполнении задач операционная система определяет одно физическое ядро CPU как два логических. Как вы понимаете, HTT позволяет увеличить скорость работы устройства. И ему можно задавать больше команд одновременно. Более того, если одному логическому ядру дана задача, но он с ней не справляется, а второе при этом бездействует, то последнее помогает первому.

Сколько потоков имеет CPU?

Самый быстрый способ вычислить, сколько потоков содержится в том или ином процессоре — умножить количество ядер надвое (это только если ваш проц поддерживает гипер трэйдинг).

Но если вы не знаете число ядер и хотите определить, сколько потоков имеется в вашем ЦП прямо сейчас, вызовите Диспетчер задач путем зажатия клавиш Ctrl+Alt+Del. Дальнейшие действия зависят от версии операционки, которая у вас установлена.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

На случай, если у вас вдруг что-то не получилось с Диспетчером задач, есть еще один способ:

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Но тут будут показаны только сами ядра.

В принципе это всё, что я хотел, спасибо за внимание.

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

Добрый день. Сегодня хотелось бы разобрать, что такое потоки в процессоре. Те самые, о функциях и возможностях которых большинство и не догадывается, однако любят хвастаться остальным.

p, blockquote 1,0,0,0,0 –>

Если провести сравнение процессоров разных поколений, то можно заметить одну интересную тенденцию: многопоточность – штука полезная и здорово повышает суммарную производительность системы.

p, blockquote 2,0,0,0,0 –>

Начнем с того, что каждый современный процессор построен на физических ядрах с определенной частотой. Допустим, 1 ядро имеет тактовую частоту в 3 ГГц, т.е. может выполнить 3 млрд вычислительных операций за секунду (такт). Но современные ОС (Windows, Linux, MacOS) запускают более 3 млрд процессов, т.е. пользователь начинает сталкиваться с таким понятием как прерывание: ЦП физически не успевает обрабатывать все сразу и начинает переключаться на самые приоритетные задачи.

p, blockquote 3,0,0,0,0 –>

Логика здесь элементарная: присмотреться к многоядерным и многопоточным решениям. Разгон не дает линейного прироста в производительности, иначе такие гиганты как Intel и AMD выпускали бы процессоры на 5–6 и более ГГц.

p, blockquote 4,0,1,0,0 –>

Польза от повышения частоты есть, но она нивелируется увеличенным энергопотреблением и сокращением срока службы ЦП.

p, blockquote 5,0,0,0,0 –>

Многопоточность и все о ней

Многие наверняка слышали выражения из серии «2 потока», «4 потока», «8 потоков» и т.д. При этом физических ядер зачастую было в 2 раза меньше.

p, blockquote 6,0,0,0,0 –>

Эта технология имеет название HyperThreading (Intel) или SMT (AMD).

Многопоточность у красных появилась совсем недавно, с выходом чипов Ryzen на совершенно новом техпроцессе. Что это такое – тема отдельной статьи.

p, blockquote 8,0,0,0,0 –>

Цель функции заключается в том, что на 1 ядро может одновременно обрабатывать несколько потоков данных. Пока первый поток простаивает, а второй занимается вычислением, запущенное приложение может воспользоваться вакантной логической мощью для своих целей. В результате, прерывания случаются гораздо реже, а вы не ощущаете тормозов и прочих неудобств при работе.

p, blockquote 9,1,0,0,0 –>

Недостаток технологии заключается в следующем:

p, blockquote 10,0,0,0,0 –>

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужныЕсли очень грубо, то все кирпичи с одного места на другое можно перенести в одной руке (1 поток), либо в двух (2 потока), но человек при этом один (1 ядро) и устает одинаково при любых условиях, хоть его производительность фактически увеличивается вдвое. Иными словами, мы упираемся в производительность ЦП, а конкретней в его частоту.

p, blockquote 11,0,0,0,0 –>

Знакомы с понятием Turbo Boost? Процесс кратковременно повышает частоту процессора на несколько сотен мегагерц в особо сложных сценариях, чтобы вы не испытывали проблем при обработке сложных данных.

p, blockquote 12,0,0,0,0 –>

Сколько нужно ядер и потоков современному обывателю?

Как я уже сказал выше, современные ОС падки на ресурсы процессора, поскольку отнимают часть мощностей на собственные службы, интерфейс, красивости и функции защиты в реальном времени. Но при этом пользователь хочет еще и работать с комфортом.

p, blockquote 13,0,0,0,0 –>

Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Смотреть картинку Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Картинка про Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны. Фото Что такое потоки в процессоре и зачем они нужны

p, blockquote 14,0,0,1,0 –>

Вместо итогов

Практика показывает, что современный универсальный ПК должен иметь в своем распоряжении как минимум 4 ядра/8 потоков, чего будет достаточно для большинства задач, связанных с обработкой данных. Хотя варианты из серии 6/12 выглядят более обещающими по той причине, что стоят они не намного дороже, а пользы от них больше.

p, blockquote 15,0,0,0,0 –>

p, blockquote 16,0,0,0,0 –>

Надеемся, что вы почерпнули для себя полезную информацию, которая пригодится при подборе процессора для будущей системы. Следите за дальнейшими обновлениями, чтобы не пропустить новые статьи об анатомии ЦП.

p, blockquote 17,0,0,0,0 –>

p, blockquote 18,0,0,0,0 –> p, blockquote 19,0,0,0,1 –>

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *