相信很多人買電腦的時候都會先看處理器,并且會優(yōu)先選擇多核處理器,難道多核性能比單核的強?按照這個道理,那豈不是處理器核心越多越好?不要掉進誤區(qū)而不自知了!關(guān)于處理器,你也該知道這些知識了。
“多核處理器”這里的核指的是內(nèi)核,多核處理器是指在一枚處理器中集成兩個或多個完整的計算引擎(內(nèi)核)。此時處理器能支持系統(tǒng)總線上的多個處理器,由總線控制器提供所有總線控制信號和命令信號。市面上常見的多核處理器有四核處理器、八核處理器、 十六核處理器等,那你知道市面上為什么流行多核處理器嗎?
說到這里,我們要先了解一下處理器中的一個參數(shù),那就是CPU主頻,這是最能直接看出CPU快慢的一個參數(shù),經(jīng)過幾十年的發(fā)展,進一步提升主頻的過程中CPU頻繁出現(xiàn)工作不穩(wěn)定的情況,隨之而來的是CPU過熱的問題,處理的程序要么出現(xiàn)亂碼,要么死機。根據(jù)摩爾定律"所有的芯片每18個月之后,它的運算速度提升一倍”,CPU主頻提升已經(jīng)到了一個難以繼續(xù)的瓶頸。
事實上,隨著單核處理器的發(fā)展,單純的主頻提升已經(jīng)無法有效提升系統(tǒng)整體性能,于是出現(xiàn)了多核處理器,多核的好處就是系統(tǒng)可以同時處理多個線程,這里需要強調(diào)一下,操作系統(tǒng)支持多核,可以把多線程分配給不同的CPU核運行,但操作系統(tǒng)本身是無法對多核本身做到主動優(yōu)化,意思就是說,市面上的主流操作系統(tǒng),目前是不能把一個只使用單線程單進程的應(yīng)用優(yōu)化到多核同時運行,這就需要程序員為多核進行開發(fā),要應(yīng)用程序自己實現(xiàn),所以為了多核處理器能夠更好地工作,程序員在設(shè)計計算機語言和應(yīng)用程序時,會把單一的任務(wù)拆分成多線程任務(wù),每個內(nèi)核可以處理單獨的數(shù)據(jù)流,借此平衡處理器之間的算力。這種方式在一定程度上提高了運行并發(fā)應(yīng)用程序的系統(tǒng)的性能。
需要明確的是,對于對臺式機和筆記本用戶來說,多核處理器并不能達到1+1>2的算力效果,核也不是越多越好,每個事物都有其極限性,多核處理器也有著自己無法逃避的劣勢,比如:2個以上的處理器內(nèi)核容易造成算力浪費,操作系統(tǒng)在核之間分配任務(wù),但通常這些任務(wù)是沒有辦法真正利用多核并行運算,實際上,大部分使用者很少有機會同時運行足夠多的任務(wù)來讓所有的核飽和,除此之外,還有很多任務(wù)是沒有辦法完成多任務(wù)的,只能交給一個核心完成,所以,設(shè)計在4 核及以上的大多數(shù)處理器單元大部分時間并沒有在處理任務(wù),而是在產(chǎn)生多余的熱量。
所以,對于普通消費者來說,多核在一定程度上來說是一種“浪費”,因為這些核在大多數(shù)的時間什么也不做,只是在產(chǎn)生熱量。
話說回來,在市場經(jīng)濟和設(shè)計趨勢推動下,4核-8核處理器成為主流處理器似乎已經(jīng)是大勢所趨,畢竟很多的工作都需要多核來優(yōu)化。比如:場景的建模、渲染、壓制、編譯、大型單機和科學計算等,加上近幾年小視頻、直播、自媒體等的興起,有剪輯視頻、渲染需求的人群越來越龐大,用戶在選購的時候也會發(fā)現(xiàn),6核的比4核的在價格上差別不是很大,價格相差無幾的情況下,加上商家營銷,在選擇上難免會有偏頗,還希望大家能夠理智看待,按需選擇。
在處理器中,還有一項非常重要的技術(shù),就是多線程,雖然單線程芯片每秒鐘能夠處理成千上萬條指令,但是在任一時刻只能夠?qū)σ粭l指令進行操作。而超線程技術(shù)可以使芯片同時進行多線程處理,使芯片性能得到提升。在系統(tǒng)運行過程中,處理器不會一直處于完全占用狀態(tài),那么一旦出現(xiàn)完全占用的情況(比如CPU使用率100%),當前的線程處理工作就會停滯(嚴重的可能會宕機)。這是因為數(shù)據(jù)與指令緩存缺失或功能塊被其他任務(wù)占用。這種情形下,處理器在保持等待的同時開始其他工作就顯得很有必要了,多線程技術(shù)可以讓處理器始終保持最高性能,使每個處理器周期充分利用執(zhí)行管道資源。
另外,多線程技術(shù)提供的零延遲環(huán)境切換也極大地提升了處理器的虛擬化性能。
MIPS多線程處理器是行業(yè)中的佼佼者,尤其在嵌入式系統(tǒng)中。就處理器尺寸和整機功耗這兩項關(guān)鍵指標而言,多線程通常比多核更加高效,同時得益于尺寸面積和整機功耗的優(yōu)勢,MIPS多線程處理器在聯(lián)網(wǎng)(路由器、交換機)、消費類多媒體(智能電視)、汽車(高級駕駛輔助系統(tǒng))、物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)進行大量應(yīng)用。