Чем восемь ядер процессора смартфона лучше четырех? Что может смартфон с восьмиядерным процессором Что лучше четырехъядерный или восьмиядерный процессор.

Обнаружили неприятную проблему предела тактовой частоты. Достигнув порога в 3 ГГц, разработчики столкнулись с значительным ростом энергопотребления и тепловыделения своих продуктов. Уровень технологий 2004 года не позволял существенно уменьшить размеры транзисторов в кремниевом кристалле и выходом из сложившейся ситуации стала попытка не наращивать частоты, а увеличить количество операций, выполняемых за один такт. Переняв опыт серверных платформ, где многопроцессорная компоновка уже была испытана, было решено объединить два процессора на одном кристалле.

С тех пор прошло немало времени, в широком доступе появились ЦП с двумя, тремя, четырьмя, шестью и даже восемью ядрами. Но основную долю на рынке до сих пор занимают 2 и 4-ядерные модели. Изменить ситуацию пытаются в AMD, но их архитектура Bulldozer не оправдала надежд и бюджетные восьмиядерники все еще не очень популярны в мире. Поэтому вопрос, что лучше: 2 или 4-ядерный процессор , до сих пор остается актуальным.

Разница между 2 и 4-ядерным процессором

На аппаратном уровне основное отличие 2-ядерного процессора от 4-ядерного – количество функциональных блоков. Каждое ядро, по сути, представляет собой отдельный ЦП, оснащенный своими вычислительными узлами. 2 или 4 таких ЦП объединены между собой внутренней скоростной шиной и общим контроллером памяти для взаимодействия с ОЗУ. Другие функциональные узлы тоже могут быть общими: у большинства современных ЦП индивидуальной является кэш-память первого (L1) и второго (L2) уровня, блоки целочисленных вычислений и операций с плавающей запятой. Кэш L3, отличающийся относительно большим объемом, один и доступен всем ядрам. Отдельно можно отметить уже упомянутые AMD FX (а также ЦП Athlon и APU серии A): у них общими являются не только кэш-память и контроллер, но и блоки вычислений с плавающей запятой: каждый такой модуль одновременно принадлежит двум ядрам.

Схема четырехъядерного процессора AMD Athlon

С пользовательской точки зрения разница между 2 и 4-ядерным процессором заключается в количестве задач, которые ЦП может обработать за один такт. При одинаковой архитектуре, теоретическая разница будет составлять 2 раза для 2 и 4 ядер или 4 раза для 2 и 8 ядер, соответственно. Таким образом, при одновременной работе нескольких процессов, увеличение количества должно повлечь за собой рост быстродействия системы. Ведь вместо 2 операций четырехъядерный ЦП за один момент времени сможет выполнять сразу четыре.

Чем обусловлена популярность двухъядерных ЦП

Казалось бы, если увеличение числа ядер влечет за собой рост производительности, то на фоне моделей с четырьмя, шестью или восемью ядрами у двухядерников нет никаких шансов. Тем не менее, мировой лидер на рынке ЦП, компания Intel, ежегодно обновляет ассортимент своей продукции и выпускает новые модели всего с парой ядер (Core i3, Celeron, Pentium). И это на фоне того, что даже в смартфонах и планшетах на такие ЦП пользователи смотрят с недоверием или презрением. Чтобы понять, почему самые популярные модели – именно процессоры с двумя ядрами, следует учесть несколько основных факторов.

Intel Core i3 — самые популярные 2-ядерные процессоры для домашнего ПК

Проблема совместимости . При создании программного обеспечения разработчики стремятся сделать так, чтобы оно могло функционировать как на новых компьютерах, так и уже существующих моделях ЦП и ГП. Учитывая ассортимент на рынке, важно обеспечить, чтобы игра нормально работала и на двух ядрах, и на восьми. Большинство всех существующих домашних ПК оснащены двухъядерным процессором, поэтому поддержке таких компьютеров уделяется больше всего внимания.

Сложность распараллеливания задач . Чтобы обеспечить эффективное задействование всех ядер, вычисления, производимые в процессе работы программы, следует разделить на равные потоки. Например, задача, которая может оптимально задействовать все ядра, выделив каждому из них по одному или два процесса — одновременная компрессия нескольких видеороликов. С играми – сложнее, так как все выполняемые в них операции взаимосвязаны. Несмотря на то, что основную работу выполняет графический процессор видеокарты, информацию для формирования 3d-картинки подготавливает именно ЦП. Сделать так, чтобы каждое ядро обрабатывало свою порцию данных, а затем подавало ее ГП синхронно с другими, достаточно сложно. Чем больше одновременных потоков вычислений нужно обрабатывать – тем тяжелее реализация задачи.

Преемственность технологий . Разработчики программного обеспечения используют для своих новых проектов уже существующие наработки, подвергающиеся неоднократной модернизации. В отдельных случаях доходит до того, что такие технологии уходят корнями в прошлое на 10-15 лет. Разработка, основанная на проекте десятилетней давности, кардинальной переработке для идеальной оптимизации поддается очень неохотно, если не совсем никак. Как следствие, наблюдается неспособность софта рационально использовать аппаратные возможности ПК. Игра S.T.A.L.K.E.R. Зов Припяти, вышедшая в 2009 году (в эпоху расцвета многоядерных ЦП) построена на движке 2001 года, поэтому не умеет нагружать более, чем одно ядро.

S.T.A.L.K.E.R. полноценно задействует только одно ядоро 4-ядерного ЦП

Такая же ситуация и с популярной онлайн-РПГ World of Tanks: движок Big World, на котором она базируется, создан в 2005 году, когда многоядерные ЦП еще не воспринимались, как единственно возможный путь развития.

World of Tanks тоже не умеет распределять нагрузку на ядра равномерно

Финансовые сложности . Следствием этой проблемы является предыдущий пункт. Если создавать каждое приложение с нуля, не используя имеющиеся технологии, его реализация обойдется в баснословные суммы. К примеру, стоимость разработки GTA V составила более 200 млн долларов. При этом, некоторые технологии все равно не были созданы «из чистого листа», а позаимствованы из предыдущих проектов, так как игра писалась под 5 платформ сразу (Sony PS3, PS4, Xbox 360 и One, а также ПК).

GTA V оптимизирована под многоядерность и умеет равномерно загружать процессор

Все эти нюансы не позволяют в полной мере использовать потенциал многоядерных процессоров на практике. Взаимозависимость производителей аппаратного обеспечения и разработчиков софта порождает замкнутый круг.

Какой процессор лучше: 2 или 4-ядерный

Очевидно, что при всех преимуществах потенциал многоядерных процессоров до сих пор остается нереализованным до конца. Некоторые задачи вообще не умеют равномерно распределять нагрузку и работают в один поток, другие – делают это с посредственной эффективностью, и лишь малая доля ПО полноценно взаимодействуют со всеми ядрами. Поэтому вопрос, какой лучше процессор, 2 или 4 ядра , купить, требует внимательного изучения текущей ситуации.

На рынке представлены продукты двух производителей: Intel и AMD, отличающиеся особенностями реализации. Advanced Micro Devices традиционно делают упор на многоядерность, в то время как «Интел» неохотно идут на такой шаг и наращивают количество ядер только если это не приводит к снижению удельной производительности в расчете на ядро (избежать которого очень сложно).

Увеличение количества ядер снижает итоговую производительность каждого из них

Как правило, общая теоретическая и практическая производительность многоядерного ЦП ниже, чем аналогичного (построенного на такой же микроархитектуре, с тем же техпроцессорм) с одним ядром. Вызвано это тем, что ядра используют общие ресурсы, и это не лучшим образом сказывается на быстродействии. Таким образом, нельзя просто приобрести мощный четырех- или шестиъядерный процессор с расчетом на то, что он точно не будет слабее двухъядерника из той же серии. В некоторых ситуациях – будет, при том ощутимо. В качестве примера можно привести запуск старых игр на компьютере с восьмиядерным процессором AMD FX : FPS при этом порой ниже, чем на аналогичном ПК, но с четырехъядерным ЦП.

Нужна ли сегодня многоядерность

Значит ли это, что много ядер не нужно? Несмотря на то, что вывод кажется закономерным — нет. Легкие повседневные задачи (такие как веб-серфинг или работа с несколькими программами одновременно) положительно реагируют на увеличение числа ядер процессора. Именно по этой причине производители смартфонов делают упор на количество, опуская на второй план удельную производительность. Opera (и другие браузеры на движке Chromium), Firefox запускают каждую открытую вкладку в виде отдельного процесса, соответственно, чем больше ядер – тем быстрее переход между вкладками. Файловые менеджеры, офисные программы, проигрыватели – сами по себе не являются ресурсоемкими. Но при потребности часто переключаться между ними многоядерный процессор позволит повысить производительность системы.

Браузер Opera каждой вкладке присваивает отдельный процесс

В компании Intel осознают это, потому технология HuperThreading, позволяющая ядру обрабатывать второй поток силами неиспользуемых ресурсов, появилась еще во времена Pentium 4. Но она не позволяет в полной мере компенсировать недостаток производительности.

В «Диспетчере задач» 2-ядерный процессор с Huper Threading отображается, как 4-ядерный

Создатели игр, тем временем, постепенно наверстывают упущенное. Появление новых поколений консолей Sony Play Station и Microsoft Xbox простимулировало разработчиков уделять больше внимания многоядерности. Обе приставки созданы на базе восьмиядерных чипов AMD, поэтому теперь программистам не нужно тратить уйму сил на оптимизацию при портировании игры на ПК. С ростом популярности этих консолей — с облегчением смогли вздохнуть и те, кто разочаровался в приобретении AMD FX 8xxx. Многоядерники усиленно отвоевывают позиции на рынке, о чем можно убедиться на примере обзоров.

Корпорация Intel начала продажи своих восьмиядерных процессоров Core i7-9700K и Core i9-9900K с разблокированным множителем для платформы LGA1151 v2 неделю назад. Новые CPU дороже своих шестиядерных предшественников, что в итоге сделает системы на их базе дороже существующих. Однако спрос на данные микросхемы таков, что в настоящее время новинки едва доступны в рознице.

Процессоры Intel Core девятого поколения: семейный портрет

На протяжении многих лет Intel предлагала лишь две модели процессоров с разблокированным множителем для своей mainstream-платформы LGA115x в каждом поколении продуктов. В разное время компания делала исключения (например, выпустив «разблокированный» Pentium в 2014 году), но, как правило, Intel предлагала «разблокированный» Core i5 и «разблокированный» Core i7. В прошлом году процессорный гигант также добавил в семейство Core i3 с разблокированным множителем с целью удовлетворить потребности энтузиастов с ограниченным бюджетом. В этом году Intel снова поменяла правила игры. Вместо того, чтобы расширять семейство «разблокированных» чипов для LGA1151 v2-платформы ещё одним недорогим процессором, компания решила поднять планку и вместо этого предложить процессор Core i9.

На сегодняшний день модельный ряд процессоров Core девятого поколения с разблокированным множителем состоит из трёх продуктов: восьмиядерного Core i9-9900K с технологией Hyper-Threading и 16-Мбайт кешем, восьмиядерного Core i7-9700K с 12-Мбайт кешем и шестиядерного Core i5-9600K с 9-Мбайт кешем. Помимо большего количества ядер на моделях класса i7/i9, все новые процессоры на аппаратном уровне избавлены от уязвимостей Specter и Meltdown, а также используют припой в качестве интерфейса между кремниевым кристаллом и процессорным теплорассеивателем. Новый термоинтерфейс (soldered thermal interface material, STIM) обеспечивает лучшую теплопроводность, чем паста, которую Intel использовала в последние годы, поэтому логично ожидать, что указанные процессоры будут обладать хорошим потенциалом для разгона.

Большие кристаллы = высокие цены

Intel использует различные версии своего технологического процесса 14 нм для изготовления процессоров с 2014/2015 года. Как следствие, добавление вычислительных ядер, увеличение вместимости кеша третьего уровня, а также модификации норм производства для увеличения тактовых частот неизбежно увеличивают размеры кристалла CPU и их себестоимость.

По некоторым оценкам, Core i7-7700K имеет площадь кристалла около 125 мм 2 , Core i7-8700K увеличил размер ядра до 151 мм 2 , а Core i9-9900K «вырос» до 177 мм 2 . Исторически у Intel не было проблем с себестоимостью кристаллов площадью 177 мм 2 (это размер 22-нм Core i7-4770K), но стоит иметь в виду, производственные циклы имеют тенденцию становиться длиннее с каждым новым техпроцессом, а значит растёт и условная стоимость каждого квадратного миллиметра кремниевого кристалла.

По причине увеличения себестоимости Intel подняла рекомендованные цены* на процессоры Coffee Lake с разблокированным множителем на $15-20 в прошлом году. В этом году компания не только увеличила цены на «разблокированные» Core i5/i7 девятого поколения на $5-15, но также представила Core i9 с колоссальной для данной платформы ценой в $488, что на $114 выше цены модели i7-9700K.

*RCP — recommended customer price — цена процессора в tray-исполнении в количестве 1000 единиц. Обычно розничная цена чипа Intel на $5-15 выше RCP за исключением случаев острого дефицита.

В целом увеличение RCP на $5-15 для «разблокированных» Core i5/i7 девятого поколения (по сравнению с аналогами предыдущего поколения) не выглядит слишком страшным: за эти деньги клиенты получают дополнительные ядра (i7), более высокие тактовые частоты (i5), а также увеличенный потенциал для разгона благодаря STIM.
Также очевидно, что RCP новых чипов по-прежнему на $20-35 выше, чем цены на четырёхъядерные процессоры Intel с разблокированным множителем для настольных ПК, но спишем это на инфляцию. С другой стороны, Core i9-9900K стоит на $149 выше типичного топового LGA115x чипа Intel, выпущенного в 2013-2017 годах и существенно поднимает планку стоимости производительных компьютеров на базе mainstream-платформы компании. Впрочем, цена Core i9-9900K существенно ниже стоимости ориентированного на HEDT-сегмент процессора Core i7-9800X, который оценивается в $589.

Для любителей разного рода метрик можно добавить, что с выпуском восьмиядерных процессов для инфраструктуры LGA1151 v2 компания Intel снизила стоимость процессорного ядра до $47 в случае с моделью Core i7-9700K, что является самой низкой ценой ядра процессора класса i7 за всё время.

Восьмиядерные Core i7 и Core i9: пока в красной книге

Несмотря на более высокие цены по сравнению с предшественниками, процессоры Core девятого поколения довольно сложно купить. При этом, если шестиядерный Core i5-9600K ещё можно найти, то восьмиядерные Core i7-9700K и Core i9-9900K заслуживают внесения в красную книгу, согласно проверке ряда розничных торговцев журналистами с сайта AnandTech .

При исследовании предложений от 27 интернет-магазинов из США, Западной Европы и скандинавских стран выяснилось следующее:

• Процессоры Core i9-9900K фактически невозможно купить по цене хоть сколько-то близкой к RCP. Даже магазины в США продают данные процессоры по $580 (что немногим ниже $589 за Core i7-9800X), тогда как в Западной Европе их стоимость может взлетать до $1000-1300 даже без учёта НДС. Примечательно, что в скандинавских странах новых микросхем нет вообще, а первые поставки ожидаются в начале ноября. Из 27 проверенных магазинов CPU есть в наличии у семи (при этом Amazon.de продаёт эти чипы только в комплекте с материнскими платами и памятью).
• Процессоры Core i7-9700K также продаются по завышенным ценам. Однако если в США премия за наличие на складе составляет пару десятков долларов, а новинку можно получить за $420, то по эту сторону Атлантики стоимость новинок варьируется от $470 до $595 без НДС. Скандинавские магазины планируют начать продажи i7-9700K в начале ноября по ценам от $426 до $467 без НДС. Из 27 исследованных магазинов новый чип оказался в наличии лишь у восьми.
• Ситуация с ценой и доступностью несколько лучше у процессоров Core i5-9600K, но и тут не так много поводов для радости. С одной стороны, крупные торговцы в США не пытаются получить премию за данные изделия, их можно купить за $280. К сожалению, компании вроде Amazon или Newegg просто не имеют данных чипов в наличии. Их коллеги из Западной Европы готовы продавать Core i5-9600K, но зачастую по завышенным ценам: от $327 до $416 без налогов. В большинстве скандинавских стран новинку также можно приобрести, выложив $309-325 без учёта НДС. Из 27 исследованных магазинов как минимум 18 имели процессоры i5-9600K на складе на момент написания данной заметки (26 октября).

Вслед за коллегами из США мы решили провести наше собственное мини-исследование доступности новых процессоров Intel в России.

Как видно из таблицы, Core i9-9900K — довольно редкий (и дорогой) гость и в российской рознице. Приобрести Core i7-9700K и Core i5-9600K существенно проще, поскольку они есть на складах трёх из четырёх проверенных магазинов.

Что касается стоимости, то можно отметить, что восьмиядерные процессоры Core i9-9900K и Core i7-9700K продаются исключительно по существенно завышенным ценам даже без учёта НДС. Стоимость шестиядерного Core i5-9600K смотрится довольно адекватно в случае с магазинами DNS и Регард, однако один из их конкурентов явно пытается заработать премию на новинке.

Выводы

Intel начала выпуск девятого поколения процессоров Core для настольных компьютеров с трёх флагманских моделей с разблокированным множителем, нацеленных на энтузиастов. Это необычная тактика для компании, поскольку, как правило, Intel представляет семейство новых CPU, ориентированных на различные сегменты рынка и типы систем. Например, далеко не все OEM-производители заинтересованы в «разблокированных» процессорах, поскольку они не поддерживают возможности для разгона в подавляющем большинстве своих систем. Между тем две из трёх новых моделей предлагают восемь вычислительных ядер, что неизбежно привлечёт как энтузиастов, так и производителей ПК. Кроме того, микросхемы Intel Core девятого поколения не подвержены уязвимостям Spectre и Meltdown на аппаратном уровне, а эта особенность привлечёт обеспокоенных безопасностью пользователей. О планах Intel в отношении восьмиядерных процессоров с блокированным множителем (то есть Core i7-9700) на данный момент неизвестно ничего. Однако если такой продукт не будет выпущен, все клиенты Intel (канал, розница, OEM и другие) будут бороться за поставку двух моделей CPU именно им.

На данный момент купить Intel Core i9-9900K практически невозможно ни в США, ни в Скандинавии. Что касается России и Западной Европы, то предложение очень ограничено, а стоимость этих процессоров чрезмерно высока, что свидетельствует о том, что количество поставленных Intel CPU невелико и заведомо неспособно удовлетворить спрос. Учитывая, что магазин Amazon.com ни разу не успел обозначить продукт как «на складе», очевидно, что компания даже не осуществила поставки по всем предварительным заказам. Иными словами, даже крупнейший продавец в мире не смог получить достаточное количество подобных CPU.

Ситуация с наличием на складах Core i7-9700K несколько лучше: процессор можно купить в России и ряде стран Западной Европы, но не в США и Скандинавии. Хотя данный CPU предлагается большим количеством магазинов, чем Core i9-9900K, цена на новинку весьма высока. Судя по всему, поставки процессоров несколько ограничены со стороны производителя.

Что касается Core i5-9600K, он доступен практически во всём мире, но зачастую его стоимость выше разумной, особенно по сравнению с ценой Core i5-8600K, который уступает новинке лишь 100 МГц в базовой тактовой частоте.

Как неоднократно отмечала Intel, спрос на высокопроизводительные процессоры в этом году бьёт рекорды. Компания пытается произвести требуемое количество CPU, вследствие чего ей даже пришлось расширять производственные мощности для 14-нм продукции. С точки зрения количества обрабатываемых кремниевых пластин, то оно осталось неизменным. Intel выпускает их ровно столько, сколько выпускала ранее, однако спрос на многоядерные Xeon и премиальные Core (заведомо более сложные в производстве продукты) чрезмерно высок. Так или иначе, на сегодняшний день очевидно, что розничные торговцы не получают достаточного для удовлетворения спроса количества процессоров Core i7-9700K и Core i9-9900K. До тех пор, пока проблема не будет решена, на них предсказуемо сохранятся высокие цены.

Первые компьютерные процессоры с несколькими ядрами появились на потребительском рынке ещё в середине двухтысячных, но множество пользователей до сих пор не совсем понимает — что это такое, многоядерные процессоры, и как разобраться в их характеристиках.

Видео-формат статьи «Вся правда о многоядерных процессорах»

Простое объяснение вопроса «что такое процессор»

Микропроцессор — одно из главных устройств в компьютере. Это сухое официальное название чаще сокращают до просто «процессор») . Процессор — микросхема, по площади сравнимая со спичечным коробком . Если угодно, процессор — это как мотор в автомобиле. Важнейшая часть, но совсем не единственная. Есть у машины ещё и колёса, и кузов, и проигрыватель с фарами. Но именно процессор (как и мотор автомобиля) определяет мощность «машины».

Многие называют процессором системный блок — «ящик», внутри которого находятся все компоненты ПК, но это в корне неверно. Системный блок — это корпус компьютера вместе со всеми составляющими частями — жёстким диском, оперативной памятью и многими другими деталями.

Функция процессора — вычисления . Не столь важно, какие именно. Дело в том, что вся работа компьютера завязана исключительно на арифметических вычислениях. Сложение, умножение, вычитание и прочая алгебра — этим всем занимается микросхема под названием «процессор». А результаты таких вычислений выводятся на экран в виде игры, вордовского файла или просто рабочего стола.

Главная часть компьютера, которая занимается вычислениями — вот, что такое процессор .

Что такое процессорное ядро и многоядерность

Испокон процессорных «веков» эти микросхемы были одноядерными. Ядро — это, фактически, сам процессор. Его основная и главная часть. Есть у процессоров и другие части — скажем, «ножки»-контакты, микроскопическая «электропроводка» — но именно тот блок, который отвечает за вычисления, называется ядром процессора . Когда процессоры стали совсем небольшими, то инженеры решили совместить внутри одного процессорного «корпуса» сразу несколько ядер.

Если представить процессор в виде квартиры, то ядро — это крупная комната в такой квартире. Однокомнатная квартира — это одно процессорное ядро (крупная комната-зал), кухня, санузел, коридор… Двухкомнатная квартира — это уже как два процессорных ядра вместе с прочими комнатами. Бывают и трёх-, и четырёх, и даже 12-комнатные квартиры. Также и в случае с процессорами: внутри одного кристалла-«квартиры» может быть несколько ядер-«комнат».

Многоядерность — это разделение одного процессора на несколько одинаковых функциональных блоков. Количество блоков — это число ядер внутри одного процессора.

Разновидности многоядерных процессоров

Бытует заблуждение: «чем больше ядер у процессора — тем лучше». Именно так стараются представить дело маркетологи, которым платят за создание такого рода заблуждений. Их задача — продавать дешёвые процессоры, притом — подороже и в огромных количествах. Но на самом деле количество ядер — далеко не главная характеристика процессоров.

Вернёмся к аналогии процессоров и квартир. Двухкомнатная квартира дороже, удобнее и престижнее однокомнатной. Но только если эти квартиры находятся в одном районе, оборудованы одинаково, да и ремонт у них схожий. Существуют слабенькие четырёхядерные (а то и 6-ядерные) процессоры, которые значительно слабее двухядерных. Но поверить в это сложно: ещё бы, магия крупных чисел 4 или 6 против «какой-то» двойки. Однако именно так и бывает весьма и весьма часто. Вроде как та же четырёхкомнатная квартира, но в убитом состоянии, без ремонта, в совершенно отдалённом районе — да ещё и по цене шикарной «двушки» в самом центре.

Сколько бывает ядер внутри процессора?

Для персональных компьютеров и ноутбуков одноядерные процессоры толком не выпускаются уже несколько лет, а встретить их в продаже — большая редкость. Число ядер начинается с двух. Четыре ядра — как правило, это более дорогие процессоры, но отдача от них присутствует. Существуют также 6-ядерные процессоры, невероятно дорогие и гораздо менее полезные в практическом плане. Мало какие задачи способны получить прирост производительности на этих монструозных кристаллах.

Был эксперимент компании AMD создавать и 3-ядерные процессоры, но это уже в прошлом. Получилось весьма неплохо, однако их время прошло.

Кстати, компания AMD также производит многоядерные процессоры, но, как правило, они ощутимо слабее конкурентов от Intel. Правда, и цена у них значительно ниже. Просто следует знать, что 4 ядра от AMD почти всегда окажутся заметно слабее, чем те же 4 ядра производства Intel.

Теперь вы знаете, что у процессоров бывает 1, 2, 3, 4, 6 и 12 ядер. Одноядерные и 12-ядерные процессоры — большая редкость. Трёхядерные процессоры — дело прошлого. Шестиядерные процессоры либо очень дороги (Intel), либо не такие уж сильные (AMD), чтобы переплачивать за число. 2 и 4 ядра — самые распространённые и практичные устройства, от самых слабых до весьма мощных.

Частота многоядерных процессоров

Одна из характеристик компьютерных процессоров — их частота. Те самые мегагерцы (а чаще — гигагерцы). Частота — важная характеристика, но далеко не единственная . Да, пожалуй, ещё и не самая главная. К примеру, двухядерный процессор с частотой 2 гигагерца — более мощное предложение, чем его одноядерный собрат с частотой 3 гигагерца.

Совсем неверно считать, что частота процессора равна частоте его ядер, умноженной на количество ядер. Если проще, то у 2-ядерного процессора с частотой ядра 2 ГГц общая частота ни в коем случае не равна 4 гигагерцам! Даже понятия «общая частота» не существует. В данном случае, частота процессора равна именно 2 ГГц. Никаких умножений, сложений или других операций.

И вновь «превратим» процессоры в квартиры. Если высота потолков в каждой комнате — 3 метра, то общая высота квартиры останется такой же — всё те же три метра, и ни сантиметром выше. Сколько бы комнат не было в такой квартире, высота этих комнат не изменяется. Так же и тактовая частота процессорных ядер . Она не складывается и не умножается.

Виртуальная многоядерность, или Hyper-Threading

Существуют ещё и виртуальные процессорные ядра . Технология Hyper-Threading в процессорах производства Intel заставляет компьютер «думать», что внутри двухядерного процессора на самом деле 4 ядра. Очень похоже на то, как один-единственный жёсткий диск делится на несколько логических — локальные диски C, D, E и так далее.

Hyper- Threading — весьма полезная в ряде задач технология . Иногда бывает так, что ядро процессора задействовано лишь наполовину, а остальные транзисторы в его составе маются без дела. Инженеры придумали способ заставить работать и этих «бездельников», разделив каждое физическое процессорное ядро на две «виртуальные» части. Как если бы достаточно крупную комнату разделили перегородкой на две.

Имеет ли практический смысл такая уловка с виртуальными ядрами ? Чаще всего — да, хотя всё зависит от конкретных задач. Вроде, и комнат стало больше (а главное — они используются рациональнее), но площадь помещения не изменилась. В офисах такие перегородки невероятно полезны, в некоторых жилых квартирах — тоже. В других случаях в перегораживании помещения (разделении ядра процессора на два виртуальных) смысла нет вообще.

Отметим, что наиболее дорогие и производительные процессоры класса Core i7 в обязательном порядке оснащены Hyper- Threading . В них 4 физических ядра и 8 виртуальных. Получается, что одновременно на одном процессоре работают 8 вычислительных потоков. Менее дорогие, но также мощные процессоры Intel класса Core i5 состоят из четырёх ядер, но Hyper Threading там не работает. Получается, что Core i5 работают с 4 потоками вычислений.

Процессоры Core i3 — типичные «середнячки», как по цене, так и по производительности. У них два ядра и никакого намёка на Hyper-Threading. Итого получается, что у Core i3 всего два вычислительных потока. Это же относится и к откровенно бюджетным кристаллам Pentium и Celeron . Два ядра, «гипе-трединг» отсутствует = два потока.

Нужно ли компьютеру много ядер? Сколько ядер нужно в процессоре?

Все современные процессоры достаточно производительны для обычных задач . Просмотр интернета, переписка в соцсетях и по электронной почте, офисные задачи Word-PowerPoint-Excel: для этой работы подойдут и слабенькие Atom, бюджетные Celeron и Pentium, не говоря уже о более мощных Core i3. Двух ядер для обычной работы более чем достаточно. Процессор с большим количеством ядер не принесёт значительного прироста в скорости.

Для игр следует обратить внимание на процессоры Core i3 или i5 . Скорее, производительность в играх будет зависеть не от процессора, а от видеокарты. Редко в какой игре потребуется вся мощь Core i7. Поэтому считается, что игры требуют не более четырёх процессорных ядер, а чаще подойдут и два ядра.

Для серьёзной работы вроде специальных инженерных программ, кодирования видео и прочих ресурсоёмких задач требуется действительно производительная техника . Часто здесь задействуются не только физические, но и виртуальные процессорные ядра. Чем больше вычислительных потоков, тем лучше. И не важно, сколько стоит такой процессор: профессионалам цена не столь важна.

Есть ли польза от многоядерных процессоров?

Безусловно, да. Одновременно компьютер занимается несколькими задачами — хотя бы работа Windows (кстати, это сотни разных задач) и, в тот же момент, проигрывание фильма. Проигрывание музыки и просмотр интернета. Работа текстового редактора и включённая музыка. Два процессорных ядра — а это, по сути, два процессора, справятся с разными задачами быстрее одного. Два ядра сделают это несколько быстрее. Четыре — ещё быстрее, чем два.

В первые годы существования технологии многоядерности далеко не все программы умели работать даже с двумя ядрами процессора. К 2014 году подавляющее большинство приложений отлично понимают и умеют пользоваться преимуществами нескольких ядер. Скорость обработки задач на двухядерном процессоре редко увеличивается в два раза, но прирост производительности есть почти всегда.

Поэтому укоренившийся миф о том, что, якобы, программы не могут использовать несколько ядер — устаревшая информация. Когда-то действительно было так, сегодня ситуация улучшилась кардинально. Преимущества от нескольких ядер неоспоримы, это факт.

Когда меньше ядер у процессора — лучше

Не следует покупать процессор по неверной формуле «чем больше ядер — тем лучше». Это не так. Во-первых, 4, 6 и 8-ядерные процессоры ощутимо дороже своих двухядерных собратьев. Значительная прибавка в цене далеко не всегда оправдана с точки зрения в производительности. К примеру, если 8-ядерник окажется лишь на 10% быстрее CPU с меньшим количеством ядер, но будет в 2 раза дороже, то такую покупку сложно оправдать.

Во-вторых, чем больше ядер у процессора, тем он «прожорливее» с точки зрения энергопотребления. Нет никакого смысла покупать гораздо более дорогой ноутбук с 4-ядерным (8-поточным) Core i7, если на этом ноутбуке будут обрабатываться лишь текстовые файлы, просматриваться интернет и так далее. Никакой разницы с двухядерником (4 потока) Core i5 не будет, да и классический Core i3 лишь с двумя вычислительными потоками не уступит более именитому «коллеге». А от батарейки такой мощный ноутбук проработает гораздо меньше, чем экономичный и нетребовательный Core i3.

Многоядерные процессоры в мобильных телефонах и планшетах

Мода на несколько вычислительных ядер внутри одного процессора касается и мобильных аппаратов. Смартфоны вместе с планшетами с большим количеством ядер почти никогда не используют все возможности своих микропроцессоров. Двухядерные мобильные компьютеры иногда действительно работают чуть быстрее, но 4, а тем более 8 ядер — откровеннейший перебор. Аккумулятор расходуется совершенно безбожно, а мощные вычислительные устройства попросту простаивают без дела. Вывод — многоядерные процессоры в телефонах, смартфонах и планшетах — лишь дань маркетингу, а не насущная необходимость. Компьютеры — более требовательные устройства, чем телефоны. Два процессорных ядра им действительно нужны. Четыре — не помешают. 6 и 8 — излишество в обычных задачах и даже в играх.

Как выбрать многоядерный процессор и не ошибиться?

Практическая часть сегодняшней статьи актуальна на 2014 год. Вряд ли в ближайшие годы что-то серьёзно поменяется. Речь пойдёт только о процессорах производства Intel. Да, AMD предлагает неплохие решения, но они менее популярны, да и разобраться в них сложнее.

Заметим, что таблица основана на процессорах образца 2012-2014 годов. Более старые образцы имеют другие характеристики. Также мы не стали упоминать редкие варианты CPU, например — одноядерный Celeron (бывают и такие даже сегодня, но это нетипичный вариант, который почти не представлен на рынке). Не следует выбирать процессоры исключительно по количеству ядер внутри них — есть и другие, более важные характеристики. Таблица лишь облегчит выбор многоядерного процессора, но конкретную модель (а их десятки в каждом классе) следует покупать только после тщательного ознакомления с их параметрами: частотой, тепловыделением, поколением, размером кэша и другими характеристиками.

Краткий итог статьи «Вся правда о многоядерных процессорах». Вместо конспекта

• Ядро процессора — его составная часть. Фактически, самостоятельный процессор внутри корпуса. Двухядерный процессор — два процессора внутри одного.
• Многоядерность сравнима с количеством комнат внутри квартиры. Двухкомнатные лучше однокомнатных, но лишь при прочих равных характеристиках (расположение квартиры, состояние, площадь, высота потолков).
• Утверждение о том, что чем больше ядер у процессора, тем он лучше — маркетинговая уловка, совершенно неверное правило. Квартиру ведь выбирают далеко не только по количеству комнат, но и по её расположению, ремонту и другим параметрам. Это же касается и нескольких ядер внутри процессора.
• Существует «виртуальная» многоядерность — технология Hyper-Threading. Благодаря этой технологии, каждое «физическое» ядро разделяется на два «виртуальных». Получается, что у 2-ядерного процессора с Hyper-Threading лишь два настоящих ядра, но эти процессоры одновременно обрабатывают 4 вычислительных потока. Это действительно полезная «фишка», но 4-поточный процессор нельзя считать четырёхядерным.
• Для настольных процессоров Intel: Celeron — 2 ядра и 2 потока. Pentium — 2 ядра, 2 потока. Core i3 — 2 ядра, 4 потока. Core i5 — 4 ядра, 4 потока. Core i7 — 4 ядра, 8 потоков. Ноутбучные (мобильные) CPU Intel имеют иное количество ядер/потоков.
• Для мобильных компьютеров часто важнее экономичность в энергопотреблении (на практике — время работы от батареи), чем количество ядер.

Процессор теперешнего смартфона временами располагает большим количеством ядер, чем аналогичное устройство десктопа. Обозначает ли это, что продуктивность подобного смартфона значительнее, чем у ПК? Необходимы ли смартфону на Андроид — 8, или, что ещё более ошеломляюще, 10 ядер? Бытует мнение о том, что столь большое число ядер процессору не обязательно. Важной чертой процессоров мобильных устройств предстаёт то, что не каждое ядро обладает одной и той же тактовой частотой. Например, все цилиндры движка автомобиля имеют одинаковую ёмкость. А это совсем другое дело. Восьмиядерные процессоры , например, Samsung Exynos 7420, обладают двумя разными комплектами ядер.

4 ядра - высокопродуктивны, ещё столько же -менее энергозатратны. Когда нужно воплощать в жизнь подобные будничные задачи, как управление новыми письмами электронной почты, нужда в значительной продуктивности процессора отсутствует. Гэри Симс в собственной публикации на эту тему поясняет, отчего данный подход имеет смысл, а также представляет читателям тему инженерных и маркетинговых оснований, на основе которых совершается переход к изготовлению многоядерных процессоров, не глядя на то, что продуктивность «умного» телефона они не увеличивают.

Когда имеются два набора ядер, Андроид задействует те, которые эффективней всего осилят ту или иную задачу. Сетевые подключения характеризуются значительным периодом простоя и временем ожидания, выполнение задач – совершенно другое дело. Если вы запустили игру, здесь возникнет потребность в высокопроизводительных ядрах.

Техническая выгода

Такой подход к разделению процессов мы знаем как «разнородные вычисления». В данном случае не все ядра равны. Чтобы этот приём функционировал, планировщик системы должен знать, что у ядер разные характеристики, и, в соответствии с этим, давать ядрам задачи.

Вам может понравиться:

Модель разнородных вычислений ARM именуется big.LITTLE (крупное.МЕЛКОЕ). 8 ядер big.LITTLE образуют два кластера. Один из них вмещает 4 ядра Cortex-A57 или Cortex-A72. Данные ядра имеют большую вычислительную мощность. Другой кластер состоит из 64-битных ядер Cortex-A53, довольно энергоэффективными, так как они имеют более низкую тактовую частоту. Разработчики чипов могут создавать не только модель 4+4, они могут формировать и прочие модели, к примеру, 2+4 (двухъядерный комплект Cortex-A57 и 4-ядерный A53), так же как и в Snapdragon 808.

Если у компьютера увеличить количество ядер – он станет более мощным, но это правило не работает со смартфонами. Например, у процессора компьютера 8 ядер, он плодотворнее работает, чем четырёхъядерный. А если увеличить количество ядер у смартфона, то он попросту станет более энергоэффективным.

Если рассуждать о MediaTek X20, то данный 10-ядерный процессор создан для того, чтобы на треть уменьшить потребление энергии, чем у проанализированного дизайна двух кластеров. В процессоре имеется два ядра с высокой производительностью, четыре - с посредственной, и ещё четвёрка - с наименьшим энергопотреблением. Данный процессор разрешает существенно уменьшить энергопотребление применительно к элементарным задачам, таким как просмотр веб-сайтов, видео материалов или пользование социальной сетью Фейсбук.

В реальности смартфон не имеет возможности применять в одном сценарии больше 3 ядер, как заявляет аналитик Forbes Патрик Мурхед. Вопрос состоит только в том, какие ядра находятся в настоящий момент в работе у операционной системы.

Ваш смартфон имеет в своём распоряжении двух- или трёхкластерную архитектуру big.LITTLE? Тогда в работе будут те ядра, которые больше всего подходят к реализуемой задаче. Чем более ресурсоемкая задача, тем более мощный комплект ядер будет использоваться для ее реализации. В других случаях выбор будет падать на более энергоэффективные наборы ядер процессора с низкой тактовой частотой. Создатели чипов проводят эксперименты над созданием наилучшего баланса, который должен сохраняться между продуктивностью и энергосбережением.

Польза в маркетинге

Говоря об Intel, можно смело утверждать, что компания не обладает процессорами с разнородными вычислениями и может дать смартфонам от силы вариант 4×86, и именно в данном варианте энергоэффективность процессоров является допустимой. Intel старается стать супер-разработчиком процессоров для мобильных устройств и даже готово предложить поставщикам устройств собственные процессоры практически даром, подмечает Гэри Симс. А это означает, что конкурентам нужно найти свою фишку в маркетинге, чтобы выстоять против Intel. Таким преимуществом выступают 8- и 10-ядерные процессоры . Оттого вариант big.LITTLE имеет преимущество и в маркетинговом плане. В 2015-м году смартфоны с 8-ядерными процессорами всё больше завоёвывают рынок, среди них можно отыскать крайне интересные модели.

Согласны ли вы с тем, что модель big.LITTLE является хорошим инженерным вариантом или же она совсем скоро исчерпает себя? Возможно, её значение скорее маркетинговое? Имеется ли будущее у 10-ядерных процессоров и санкционирует ли компания MediaTek увеличить использование собственных чипов поставщиками устройств?

На самом деле ничего подобного не происходит. Чтобы понять, почему восьмиядерность процессора не удваивает производительность смартфона вдвое, потребуются некоторые пояснения. Будущее в сфере процессоров смартфонов уже наступило. Восьмиядерные процессоры, о которых совсем недавно можно было только мечтать, получают все большее распространение. Но, оказывается, их задача состоит не в том, чтобы повысить производительность устройства.

Эти пояснения были опубликованы в статье «Octa-core vs Quad-core: Does it make a difference?» на страницах ресурса Trusted Reviews .

Сами термины «восьмиядерный» и » четырехъядерный» отражают число ядер центрального процессора.

Но ключевое различие между этими двумя типами процессоров состоит в способе установки процессорных ядер.

В четырехъядерном процессоре все ядра способны работать одновременно, обеспечивая быструю и гибкую многозадачность, делая более ровными 3D-игры и повышая скорость работы камеры, а также осуществляя другие задачи.

Современные восьмиядерные чипы, в свою очередь, просто состоят из двух четырехъядерных процессоров, которые распределяют между собой различные задачи в зависимости от их типа. Чаще всего в восьмиядерном чипе присутствует набор из четырех ядер с более низкой тактовой частотой, чем во втором наборе. Когда требуется выполнить сложную задачу, за нее, разумеется, берется более быстрый процессор.

Более точным термином, чем «восьмиядерный» стал бы «двойной четырехъядерный». Но это звучит не так красиво и не подходит для маркетинговых задач. Поэтому эти процессоры называют восьмиядерными.

Зачем нужны два набора процессорных ядер?

В чем причина сочетания двух наборов процессорных ядер, передающих задачи один другому, в одном устройстве? Для обеспечения энергоэффективности! Данное решение необходимо для смартфона, работающего от аккумулятора, но не для головного устройства, постоянно питающегося от бортовой сети автомобиля.

Более мощный центральный процессор потребляет больше энергии и батарею приходится чаще заряжать. А аккумуляторные батареи намного более слабое звено смартфона, чем процессоры. В результате — чем более мощен процессор смартфона, тем более емкая батарея ему нужна.

При этом для большинства задач смартфона вам не понадобится столь высокая вычислительная производительность, какую может обеспечить современный процессор. Перемещение между домашними экранами, проверка сообщений и даже веб-навигация — не столь требовательные к ресурсам процессора задачи.

Но HD-видео, игры и работа с фотографиями такими задачами являются. Поэтому восьмиядерные процессоры достаточно практичны, хотя элегантным это решение назвать трудно. Более слабый процессор обрабатывает менее ресурсоемкие задачи. Более мощный — более ресурсоемкие. В итоге сокращается общее энергопотребление по сравнению с той ситуацией, когда обработкой всех задач занимался бы только процессор с высокой тактовой частотой. Таким образом, сдвоенный процессор прежде всего решает задачу повышения энергоэффективности, а не производительности

Технологические особенности

Все современные восьмиядерные процессоры базируются на архитектуре ARM, так называемой big.LITTLE.

Эта восьмиядерная архитектура big.LITTLE была анонсирована в октябре 2011 года и позволила четырем низкопроизводительным ядрам Cortex-A7 работать совместно с четырьмя высокопроизводительными ядрами Cortex-A15. ARM с тех пор ежегодно повторяла этот подход, предлагая более способные чипы для обоих наборов процессорных ядер восьмиядерного чипа.

Некоторые из основных производителей чипов для мобильных устройств сосредоточили свои усилия на этом образце «восьмиядерности» big.LITTLE. Одним из первых и наиболее примечательных стал собственный чип компании Samsung, известный Exynos. Его восьмиядерная модель использовалась начиная с Samsung Galaxy S4, по крайней мере в некоторых версиях устройств компании.

Сравнительно недавно Qualcomm также начала применение big.LITTLE в своих восьмиядерных чипах Snapdragon 810 CPU. Именно на этом процессоре базируются такие известные новинки рынка смартфонов, как HTC One M9 и G Flex 2, ставший большим достижением компании LG.

В начале 2015 года NVIDIA представила Tegra X1, новый суперпроизводительный мобильный процессор, который компания предназначает для автомобильных компьютеров. Основной функцией X1 является его вызываемый консольно («console-challenging») графический процессор, который также основывается на архитектуре big.LITTLE. То есть он также станет восьмиядерным.

Велика ли разница для обычного пользователя?

Велика ли разница между четырех- и восьмиядерным процессором смартфона для обычного пользователя? Нет, на самом деле она очень мала, считает Trasted Reviews.

Термин «восьмиядерный» вносит некоторую неясность, но на самом деле он означает дублирование четырехъядерных процессоров. В итоге получаются два работающих независимо четырехъядерных набора, объединенных одним чипом для повышения энергоэффективности.

Нужен ли восьмиядерный процессор в каждом современном устройстве? Такой необходимости нет, например Apple, обеспечивает достойную энергоэффективность своих iPhone при всего двухъядерном процессоре.

Таким образом, восьмиядерная архитектура ARM big.LITTLE является одним из возможных решений одной из самых важных задач, касающихся смартфонов — времени работы от одной зарядки батареи. Как только найдется другое решение этой задачи, так и прекратится тренд установки в одном чипе двух четырехъядерных наборов, и подобные решения выйдут из моды.