Svarbiau yra branduolių skaičius arba procesoriaus taktinis greitis

Apžvelgus šiandieninę procesorių rinką atrodo, kad lustų gamintojai nusprendė patekti į Gineso rekordų knygą. „AMD pristatė 32 branduolių procesorių „Threadripper 2290WX””! „Intel” pristatė „Core i7-8086K” procesorių, kurį galima padidinti iki 5.0GHz”! Kasmet fiksuojami nauji našumo rekordai, todėl lengva susipainioti, kas geriau – branduolių skaičius ar taktinis dažnis?

Pabandykime išsiaiškinti šio klausimo esmę.

Šiek tiek analogijos

Tarkime, kad reikia pervežti krovinį. Daug krovinių. Yra du variantai – traukti vieną labai greitą mašiną arba kelias lėtas.

Naudojant kelias lėtas mašinas galima pervežti daug krovinių, tačiau ne itin greitai. Tarkime, kelionė iš vieno miesto į kitą trunka tris dienas. Bet tai vyksta vienu metu, ir tai puiku.

Vienas greitas automobilis gali vežti šiek tiek mažiau krovinių. Tačiau kelionė iš vieno miesto į kitą užtruks tik vieną dieną. Tačiau tada ji turės grįžti atgal, paimti likusį krovinį, vėl jį atgabenti, ir vėl, ir vėl, ir vėl, ir vėl.

Idealus šios problemos sprendimas – naudoti kelias greitaeiges mašinas! Pervežti reikia daug krovinių, o tai užtrunka tik vieną dieną. Tačiau, deja, mes negyvename idealiame pasaulyje.

Atrodo, kad procesoriai su tuo neturi nieko bendra? Tai tik „krūva” – skaičiavimų kiekis, kurį lustas turi atlikti. „Daugybė lėtų automobilių” – tai keletas mažo našumo branduolių. O „vienas greitasis” – tai vienas didelio našumo branduolys su didesniu taktiniu dažniu.

Sprendimas „didelis taktinis greitis ar daug branduolių” visų pirma priklauso nuo numatomo naudojimo būdo.

Kaip tai veikia?

Procesorius atlieka paprastus aritmetinius skaičiavimus. Operacinė sistema ir programinės įrangos aplinka vartotojo komandas paverčia aritmetiniais uždaviniais, kuriuos turi spręsti lustas. Tai atliekama naudojant interpretatorius ir algoritmus, nustatančius aukšto ir žemo lygio programavimo kalbų sąsajas.

Procesoriui nuolat siunčiama tiek daug nurodymų. Kiekvienam naudotojo veiksmui vienu metu reikia atlikti daugybę skaičiavimų (jei ne dešimtis tūkstančių). Šios komandos turi būti įvykdytos, kitaip kompiuteris tiesiog neveiks.

Komandos gali būti įvairios. Pavyzdžiui, norėdami išversti puslapio (įskaitant šį) HTML kodą į grafinį vaizdą ekrane. Arba iššifruokite suspaustą ZIP archyvą. Arba net norint šifruojamąjį tekstą paversti atviru tekstu. Apskritai užduotys yra labai skirtingos ir joms atlikti reikia skirtingų išteklių.

Taigi, pavyzdžiui, HTML kodui konvertuoti reikia minimalių išteklių ir tai galima atlikti gana greitai net ir naudojant palyginti lėtą lustą. ZIP archyvams reikia gerokai daugiau kompiuterio darbo laiko. O kriptografiniai algoritmai, pavyzdžiui, SHA-256 skaičiavimai, labai apkrauna tokį lustą ir jų negalima vykdyti daugiasluoksnėse konfigūracijose.

Dirbtinio intelekto skaičiavimams, pavyzdžiui, žaidimuose, reikia daug skaičiavimų. Tačiau jie yra nedideli, izoliuoti, todėl gali būti puikiai vykdomi daugiasrautiniu būdu – keliuose branduoliuose vienu metu. Jais galima pasiekti puikių rezultatų žaidimuose.

Failų archyvavimas ir išarchyvavimas yra tik vienos gijos operacija. Taigi, reikia tik vieno galingo lusto, kitaip šis procesas užima daug laiko. Ypač jei yra daug mažų nevienalyčių failų.

Vis dėlto, kas geriau – branduolių skaičius ar procesoriaus taktinis dažnis?

Problema ta, kad kompiuteriai naudojami įvairiais būdais. Ryte atsisiųsite programinę įrangą į telefoną iš interneto, o viename archyve bus du tūkstančiai 500 Kb failų. Sėdžiu per pietus ir žiūriu kačiukų gifus internete. Vakare žaidžiate, kovodami su daugybe priešų virtualioje realybėje.

Taigi ryte reikia procesoriaus su dideliu taktiniu dažniu, po pietų – „lusto”, o vakare – procesoriaus su daug branduolių. Ir ne pati geriausia idėja keisti „akmenis” priklausomai nuo planuojamo naudojimo.

Todėl gamintojai stengiasi gaminti daugiabranduolines konfigūracijas su dideliu taktiniu dažniu. Pavyzdžiui, „Intel Core i7-8086K” (šio straipsnio rašymo metu – „Kabu Lake” linijos viršūnė) turi šešis branduolius su „HyperThreading” technologija, o bazinis taktinis dažnis yra 4.0 GHz. Jis gali atlikti viską! Tačiau brangus – 425 JAV dolerių išleidimo metu.

Namų reikmėms nereikia rinktis, kas geriau – taktinis dažnis ar branduolių skaičius. Idealu pasiekti pusiausvyrą. Pavyzdžiui, įsigijus kokį nors keturių branduolių lustą, kurio bazinis taktinis dažnis yra 3.0 GHz. Jo našumo pakanka daugumai kasdienių programų.