CPU Temelleri: Çoklu CPU'lar, Çekirdekler ve Hyper-Threading Açıklaması

Bilgisayarınızdaki merkezi işlem birimi (CPU), temelde programları çalıştıran hesaplama işini yapar. Ancak modern CPU'lar, çoklu çekirdek ve hiper iş parçacığı gibi özellikler sunar. Hatta bazı bilgisayarlar birden fazla CPU kullanır. Her şeyi çözmeye yardımcı olmak için buradayız.

İLGİLİ: Bilgisayar Performansını Karşılaştırmak İçin Neden CPU Saat Hızını Kullanamıyorsunuz?

Bir CPU için saat hızı, performansı karşılaştırırken yeterliydi. Artık işler o kadar basit değil. Birden çok çekirdek veya hiper iş parçacığı sunan bir CPU, hiper iş parçacığı içermeyen aynı hızdaki tek çekirdekli bir CPU'dan önemli ölçüde daha iyi performans gösterebilir. Ve birden fazla CPU'ya sahip bilgisayarlar daha da büyük bir avantaja sahip olabilir. Tüm bu özellikler, bilgisayarların aynı anda birden fazla işlemi daha kolay çalıştırmasına olanak tanıyacak şekilde tasarlanmıştır - çoklu görev sırasında veya video kodlayıcılar ve modern oyunlar gibi güçlü uygulamaların talepleri altında performansınızı artırır. Öyleyse, bu özelliklerin her birine ve sizin için ne anlama gelebileceklerine bir göz atalım.

Hyper-Threading

Hyper-threading, Intel'in tüketici bilgisayarlarına paralel hesaplama getirmeye yönelik ilk girişimiydi. 2002'de Pentium 4 HT ile masaüstü CPU'larda piyasaya çıktı. Günün Pentium 4'lerinde yalnızca tek bir CPU çekirdeği vardı, bu yüzden gerçekten bir seferde yalnızca bir görevi gerçekleştirebiliyordu - görevler arasında yeterince hızlı geçiş yapabilse bile çoklu görev gibi görünüyordu. Hyper-threading bunu telafi etmeye çalıştı.

Hiper iş parçacıklı tek bir fiziksel CPU çekirdeği, bir işletim sistemine iki mantıksal CPU olarak görünür. CPU hala tek bir CPU, bu yüzden biraz hile. İşletim sistemi her bir çekirdek için iki CPU görürken, gerçek CPU donanımı her çekirdek için yalnızca tek bir yürütme kaynağına sahiptir. CPU, sahip olduğundan daha fazla çekirdeğe sahipmiş gibi davranır ve programın yürütülmesini hızlandırmak için kendi mantığını kullanır. Başka bir deyişle, işletim sistemi her gerçek CPU çekirdeği için iki CPU görmesi için kandırılır.

Hyper-threading, iki mantıksal CPU çekirdeğinin fiziksel yürütme kaynaklarını paylaşmasına izin verir. Bu, işleri biraz hızlandırabilir - eğer bir sanal CPU durursa ve beklerse, diğer sanal CPU yürütme kaynaklarını ödünç alabilir. Hyper-threading, sisteminizin hızlanmasına yardımcı olabilir, ancak gerçek ek çekirdeklere sahip olmak kadar iyi değildir.

Neyse ki, hyper-threading artık bir "bonus". Hyper-threading özelliğine sahip orijinal tüketici işlemcileri yalnızca çoklu çekirdek gibi görünen tek bir çekirdeğe sahipken, modern Intel CPU'larda artık hem çoklu çekirdek hem de hiper iş parçacığı teknolojisi var. Hyper-threading özelliğine sahip çift çekirdekli CPU'nuz işletim sisteminizde dört çekirdek olarak görünürken, hiper iş parçacıklı dört çekirdekli CPU'nuz sekiz çekirdek olarak görünür. Hyper-threading, ek çekirdeklerin yerini tutmaz, ancak hiper iş parçacığına sahip çift çekirdekli bir CPU, hiper iş parçacığı olmayan çift çekirdekli bir CPU'dan daha iyi performans göstermelidir.

Çoklu Çekirdek

Başlangıçta CPU'ların tek bir çekirdeği vardı. Bu, fiziksel CPU'nun üzerinde tek bir merkezi işlem birimi olduğu anlamına geliyordu. Performansı artırmak için üreticiler ek "çekirdekler" veya merkezi işlem birimleri ekler. Çift çekirdekli bir CPU'nun iki merkezi işlem birimi vardır, bu nedenle işletim sistemine iki CPU olarak görünür. Örneğin iki çekirdekli bir CPU, aynı anda iki farklı işlemi çalıştırabilir. Bu, sisteminizi hızlandırır çünkü bilgisayarınız aynı anda birden fazla şey yapabilir.

Hyper-threading'in aksine, burada hiçbir numara yoktur - çift çekirdekli bir CPU, CPU çipinde tam anlamıyla iki merkezi işlem birimine sahiptir. Dört çekirdekli bir CPU'nun dört merkezi işlem birimi vardır, sekiz çekirdekli bir CPU'nun sekiz merkezi işlem birimi vardır, vb.

Bu, fiziksel CPU birimini küçük tutarken performansı önemli ölçüde artırmaya yardımcı olur, böylece tek bir sokete sığar. Yalnızca tek bir CPU ünitesi takılı tek bir CPU soketi olması gerekir — her biri kendi gücüne, soğutmasına ve diğer donanımlarına ihtiyaç duyan dört farklı CPU'ya sahip dört farklı CPU soketi değil. Daha az gecikme vardır, çünkü çekirdekler hepsi aynı çip üzerinde olduğundan daha hızlı iletişim kurabilir.

Windows'un Görev Yöneticisi bunu oldukça iyi gösteriyor. Burada, örneğin, bu sistemin bir gerçek CPU'ya (soket) ve dört çekirdeğe sahip olduğunu görebilirsiniz. Hyperthreading, her bir çekirdeğin işletim sistemine göre iki CPU gibi görünmesini sağlar, böylece 8 mantıksal işlemci gösterir.

Çoklu CPU'lar

İLGİLİ: Bilgisayar Performansını Karşılaştırmak İçin Neden CPU Saat Hızını Kullanamıyorsunuz?

Çoğu bilgisayarın yalnızca tek bir CPU'su vardır. Bu tek CPU, birden çok çekirdeğe veya hiper iş parçacığı teknolojisine sahip olabilir - ancak yine de ana kart üzerindeki tek bir CPU soketine takılan yalnızca bir fiziksel CPU birimidir.

Hiper iş parçacığı ve çok çekirdekli CPU'lar ortaya çıkmadan önce, insanlar ek CPU'lar ekleyerek bilgisayarlara ek işlem gücü eklemeye çalıştılar. Bu, birden çok CPU soketine sahip bir anakart gerektirir. Anakart ayrıca bu CPU soketlerini RAM'e ve diğer kaynaklara bağlamak için ek donanıma ihtiyaç duyar. Bu tür bir kurulumda çok fazla ek yük vardır. CPU'ların birbirleriyle iletişim kurması gerekirse, birden fazla CPU'lu sistemler daha fazla güç tüketirse ve anakartın daha fazla sokete ve donanıma ihtiyacı olursa ek gecikme vardır.

Birden fazla CPU'lu sistemler bugün ev kullanıcıları arasında çok yaygın değildir. Birden fazla grafik kartına sahip yüksek güçlü bir masaüstü oyun bilgisayarı bile genellikle yalnızca tek bir CPU'ya sahip olacaktır. Süper bilgisayarlar, sunucular ve olabildiğince çok sayıda hesaplama gücüne ihtiyaç duyan benzer üst düzey sistemler arasında birden fazla CPU sistemi bulacaksınız.

Bir bilgisayarın sahip olduğu CPU veya çekirdek sayısı ne kadar fazlaysa, aynı anda daha fazla şey yapabilir ve çoğu görevde performansı artırmaya yardımcı olur. Artık çoğu bilgisayarda birden çok çekirdekli CPU'lar var - tartıştığımız en verimli seçenek. Modern akıllı telefonlarda ve tabletlerde çok çekirdekli CPU'lar bile bulacaksınız. Intel CPU'lar ayrıca bir tür bonus olan hiper iş parçacığı özelliğine sahiptir. Büyük miktarda CPU gücüne ihtiyaç duyan bazı bilgisayarlarda birden çok CPU bulunabilir, ancak göründüğünden çok daha az verimlidir.

İmaj Kredisi: Flickr'da lungstruck, Flickr'da Mike Babcock, Flickr'da DeclanTM