Πολυεπεξεργαστές: αρχές λειτουργίας

Πριν από πέντε ή έξι χρόνια, λίγοι γνώριζαν την εισαγωγή επεξεργαστών πολλαπλών πυρήνων, αν και αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνταν ήδη σε συστήματα διακομιστών. Η συναρμολόγηση των ίδιων στοιχείων των προσωπικών υπολογιστών άρχισε το 2005.

Τι σας δίνουν οι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων όσον αφορά τη βελτίωση της απόδοσης του υπολογιστή σας;

Η αρχή της αύξησης της ικανότητας της συσκευής λόγω της λειτουργίας πολλών πυρήνων είναι ο διαχωρισμός της λύσης των προβλημάτων. Σε γενικευμένη μορφή, μπορούμε να πούμε ότι οποιαδήποτε διαδικασία που τρέχει στο σύστημα έχει πολλά θέματα. Εάν πολλές εφαρμογές (διαδικασίες) μπορούν να λειτουργήσουν ταυτόχρονα, μιλάμε για multitasking, η οποία υποστηρίζεται από το λειτουργικό σύστημα των Windows.

Οι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων επιτρέπουν την αύξηση της ταχύτητας των προγραμμάτων, παρόλο που η αρχή του multitasking πραγματοποιείται σε μια συσκευή ενός πυρήνα. Έτσι, ένας πυρήνας εκτελεί την επεξεργασία των κειμένων πληροφοριών, ο άλλος - ακούγοντας μουσική, ενώ αυτές οι εφαρμογές λειτουργούν ταυτόχρονα.

Εάν, για παράδειγμα, για να πάρετε ένα πρόγραμμα εντοπισμού ιών, τότε ένα νήμα θα πραγματοποιήσει σάρωση μνήμης και σκληρού δίσκου και ένα άλλο θα ενημερώσει την βάση δεδομένων κατά των ιών. Το παράδειγμα είναι πολύ απλοποιημένο, αλλά μας επιτρέπει να κατανοήσουμε τη γενική ιδέα του τρόπου λειτουργίας των επεξεργαστών πολλαπλών πυρήνων.

Σε έναν υπολογιστή με συμβατική συσκευή για ταυτόχρονη εκτέλεση προγραμμάτων, δημιουργείται μια εικονική δυνατότητα εκτέλεσης. Εδώ, το λειτουργικό σύστημα εισέρχεται έξυπνα, αλλάζει εναλλακτικά το έργο των νημάτων, όλα συμβαίνουν σε κλάσματα ενός δευτερολέπτου και είναι αόρατα για τον χρήστη. Αποδεικνύεται ότι τα Windows ενημέρωσαν λίγο το antivirus, έπειτα ξεκίνησαν τη σάρωση και έπειτα ξεκίνησαν την ενημέρωση ξανά. Ο χρήστης έχει την εντύπωση ότι όλα συμβαίνουν ταυτόχρονα.

Στην περίπτωση που λειτουργεί ένας επεξεργαστής πολλαπλών πυρήνων, αυτή η εναλλαγή δεν θα πραγματοποιηθεί. Το λειτουργικό σύστημα στέλνει με σαφήνεια ροές σε συγκεκριμένους πυρήνες. Ως αποτέλεσμα, είναι δυνατό να απαλλαγούμε από την υποβάθμιση της απόδοσης, όπως συμβαίνει και με την εναλλαγή μεταξύ των εργασιών. Τα τρέχοντα προγράμματα συμβαίνουν ταυτόχρονα, ως αποτέλεσμα, η ενημέρωση των βάσεων δεδομένων και η σάρωση θα εκτελούνται πολύ πιο γρήγορα. Ωστόσο, κάθε εφαρμογή δεν υποστηρίζει αυτή την τεχνολογία και μπορεί έτσι να βελτιστοποιηθεί. Οι προγραμματιστές δημιουργούν όλο και περισσότερα προγράμματα που μπορούν να χειριστούν επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων.

Σήμερα, η αγορά τέτοιων συσκευών χωρίζεται μεταξύ AMD και Intel, οι οποίοι είναι κορυφαίοι κατασκευαστές. Σύγχρονοι σταθεροί υπολογιστές, συστήματα διακομιστών, καθώς και φορητοί υπολογιστές και smartphones για χρήση επεξεργαστών πολλαπλών πυρήνων από την Intel ή την AMD.

Ακόμη και οι συσκευές κατηγορίας χαμηλής τιμής έχουν τουλάχιστον δύο πυρήνες, παρόλο που οι επεξεργαστές παράγονται με 4, 6, 8 ή περισσότερα στοιχεία. Ωστόσο, η πλήρης απόδοση των συσκευών μπορεί να επιτευχθεί μόνο εάν το σύνολο του συστήματος είναι ισορροπημένο, οι παράμετροι του οποίου πρέπει να αντιστοιχούν στη μνήμη RAM και ο σκληρός δίσκος και η κάρτα γραφικών και άλλα στοιχεία του υπολογιστή.