Функционирование многоядерных процессоров

Многоядерный процессор — это центральный процессор, который содержит как минимум два вычислительных ядра на одном процессорном кристалле или в одном корпусе. Многоядерный процессор — это 2, 4, 6 и даже более ядер на одной матрице.

Если применяется операционная система, которая поддерживает многоядерность, то процессы можно распределить между ядрами. Это обеспечит более высокую производительность и сократит время загрузки.

Типичным примером такой работы может стать двухъядерный процессор, который выполняет работу антивирусной программы одним ядром, а вторым ядром он обрабатывает «Windows». Впрочем, вторым ядром он также может выполнять и прочие запущенные приложения. При этом необходимо подчеркнуть, что производительность не увеличивается пропорционально увеличению количества ядер.

Вне специализированных программ четырехъядерный процессор примерно вдвое мощнее двухъядерного. Переход на многоядерные процессоры был закономерным. Сказывалось отсутствие резерва для того, чтобы повысить производительность путем увеличения рабочей частоты процессора. Ведь по мере увеличения частоты увеличивалось и тепловыделение. Более того, возникали самые разные проблемы с их работой.

Уже в 2005 году Intel, а потом сразу же и AMD анонсировали свой двухъядерный процессор. Подчеркнем, что повышение производительности от многоядерности можно добиться лишь тогда, когда программное обеспечение оптимизировано. Однако тенденция к повышению количества ядер налицо.

И все больше приложений оптимизируются под многоядерность. Это распространяется, например, и на игры, для которых при выборе игрового ПК можно порекомендовать брать четырехъядерный процессор и выше.

Оптимизированные приложения под многоядерность – это ПО, способное распараллеливать процесс для того, чтобы задействовать все ядра процессора, что сделать непросто. Без проблем можно распараллелить процесс кодирования аудио и видео, поскольку это набор однотипных потоков. Производительность для кодирования пропорциональна количеству ядер: при двух ядрах – в два, при 4 ядрах – в 4 раза.

Но большинство задач распараллелить гораздо труднее. Проблема в том, что производительность растет, но не линейно. И как следствие – чем большее количество ядер содержит процессор, тем больше времени уйдет на распараллеливание и перенаправление потоков.