На что влияют ядра процессора и потоки

Всем привет! Сегодня я расскажу вам, на что влияет количество ядер процессора. Если говорить грубо, то чем больше ядер, тем больше одновременно процессов может выполнять ваш компьютер. Но не всегда большое количество ядер это хорошо, так как нам нужно также понимать – сколько у нас потоков, какая частота и какую программу или игру мы запускаем. От этого будет напрямую зависеть конечная производительность. Ниже мы подробно рассмотрим все эти вопросы.

Про ядра

Давайте все же поподробнее посмотрим, на что влияют ядра процессора. Дополнительно мы затронем тему потоков. Для простоты понимания, я решил придумать простой и понятный пример.

Представим себе, что вы директор компании по добыче золота в шахтах. Вы нанимаете одного шахтера, который может добывать до 5 килограмм золота в день. Этого одного шахтера можно сравнить с одним ядром в процессоре.

Чтобы повысить добычу, вы находите еще 3-х шахтеров. И теперь производительность вашей компании вырастает, так как в шахте одновременно работает 4 шахтера. Это значит добывать вы можете в 4 раза больше:

4 х 5 = 20 килограмм золота в день

Я понимаю, что пример грубый, но вы примерно можете понять, что в современном компьютере не обойтись без многоядерного процессора, а одноядерные CPU используются редко.

ПРИМЕЧАНИЕ! В интернете вы можете встретить разное название процессора, но все это будет одним и тем же: CPU (Central Processing Unit), ЦПУ (Центральное процессорное устройство), сокращенное «проц», CP и ЦП.

Тут все понятно – чем больше ядер в процессоре, тем больше одновременно операций он может производить. И в теории его производительность растет, но есть и нюанс, о котором нужно знать.

Проблема в том, что не всегда процессор в какой-то программе или системе может работать с несколькими ядрами. Давайте приведу еще один пример. Наши шахтеры могут спокойно работать одновременно, но есть задачи, которые невозможно делать так.

ПРИМЕЧАНИЕ! Не все программы и игры поддерживают несколько ядер. В таком случае они могут работать только с одним ядром. Тут проблема в оптимизации самого ПО или в задаче, которую выполняет такая программа.

Например, вы занимаетесь ремонтов автомобилей, и вам в гараж пригнали авто после небольшой аварии. Вам нужно последовательно:

• Выпрямить бампер.
• Заштукатурить его.
• Покрасить.
• Отполировать.

Все эти задачи невозможно сделать одновременно, и они делаются последовательно. В компьютере многие программы работают точно также, поэтому не всегда большое количество ядер – это хорошо. В интернете даже для этого был создан мем с кучей работников и одной лопатой. Ниже вы видите 10 ядер процессора, хотя работает только одно ядро.

Советую почитать про принцип работы процессора в этой статье (переходим по ссылке).

Потоки

Ядра невозможно рассматривать без потоков. Поток программы — последовательность работы, которую планировщик ОС назначает процессору. В характеристиках CPU число потоков обычно означает число логических процессоров. SMT/Hyper-Threading позволяет ядру обслуживать два потока, разделяя его аппаратные ресурсы. Это не программное превращение ядра в два и не удвоение производительности. Потоки и ядра обычно обозначаются английскими наименованиями:

• Cores – ядра.
• Threads – потоки.

Ну или используется просто сокращение с одной буквой. Например, 6 ядер и 12 потоков:

6C / 12T

Не у каждого процессора на одно физическое ядро приходится два аппаратных потока. Например:

• Ryzen 5 3500 — 6 ядер / 6 потоков.
• Ryzen 5 3600 — 6 ядер / 12 потоков.

У разных производителей технология многопоточности называется по-разному:

• Intel — Hyper Threading (HT).
• AMD — Simultaneous Multithreading (SMT).

Читаем – как узнать, какой процессор стоит у меня на компьютере.

Частота

Частота измеряет тактовые циклы в секунду. 3,70 ГГц — 3 700 000 000 циклов, не столько же инструкций или действий. За цикл может выполняться несколько инструкций, а отдельная операция может занимать несколько циклов.

У одной архитектуры более высокая частота может ускорить задачу. Разные CPU нельзя сравнивать только по ГГц: важны IPC, кэш, память и ограничения питания. Максимальная Turbo-частота также не означает постоянную частоту всех ядер.

Разгон может вызвать нестабильность, повреждение данных и компонентов. Хороший кулер не делает любое напряжение безопасным. Перед покупкой сравнивайте нужную задачу в штатных режимах, а не обещания разгона.

Больше частоты или ядер?

Однопоточная часть задачи зависит от одного ядра; параллельная может ускоряться на нескольких. Рендеринг и кодирование часто используют много потоков. В игре важны также GPU, разрешение, настройки и фоновые программы.

Сравнивая FPS, смотрите полные условия теста: модели процессора и видеокарты, настройки игры, разрешение и методику. Одни числа без этих данных не показывают влияние количества ядер.

В гибридных Intel есть P- и E-ядра; не каждое даёт два потока. Intel отдельно указывает отсутствие Hyper-Threading у Core Ultra Series 2. Проверяйте спецификацию точной модели.

Универсального требования «сейчас достаточно 4–6 ядер» нет. Выберите нужные программы и сопоставьте их требования и воспроизводимые тесты; ядра и ГГц по отдельности ответа не дают.

Видео

YouTube