मध्य-नौटी के बाद से, डेस्कटॉप सीपीयू एक ही पैकेज में कई सीपीयू कोर की पेशकश कर रहे हैं। यह एक मल्टीकोर प्रोसेसर है। जबकि शुरुआती डिजाइन दो या चार सीपीयू कोर तक सीमित थे, आधुनिक सीपीयू एक सीपीयू पर 64 भौतिक कोर तक की पेशकश करते हैं। कोर मायने रखता है कि डेस्कटॉप सीपीयू के लिए उच्च मानक नहीं हैं और आमतौर पर हाई-एंड वर्कस्टेशन या सर्वर के लिए आरक्षित हैं। आधुनिक डेस्कटॉप सीपीयू में विशिष्ट कोर काउंट 4 और 16 के बीच होते हैं। लेकिन मल्टीकोर सीपीयू के बारे में ऐसा क्या है जो उन्हें आधुनिक कंप्यूटरों में प्रमुख बनाता है?
सिंगल कोर
ऐतिहासिक रूप से, एक सिंगल कोर सीपीयू केवल एक ही कार्य को एक बार में करने तक ही सीमित था। यह मुद्दों की एक पूरी श्रृंखला के साथ आता है। उदाहरण के लिए, एक आधुनिक कंप्यूटर पर, बड़ी मात्रा में पृष्ठभूमि प्रक्रियाएं चल रही हैं। यदि एक सीपीयू एक समय में केवल एक चीज को संसाधित कर सकता है, तो इसका मतलब है कि इन पृष्ठभूमि प्रक्रियाओं को अग्रभूमि प्रक्रिया से प्रसंस्करण समय लेना चाहिए। इसके अतिरिक्त, कैश मिस का मतलब है कि डेटा को - तुलनात्मक रूप से - धीमी रैम से पुनर्प्राप्त करने की आवश्यकता है। उस समय के दौरान जब रैम से डेटा प्राप्त किया जा रहा है, प्रोसेसर बस निष्क्रिय रहता है, क्योंकि यह डेटा प्राप्त होने तक कुछ भी नहीं कर सकता है। यह चल रही प्रक्रिया के साथ-साथ किसी भी अन्य प्रक्रिया को पूरा करने के लिए प्रतीक्षा कर रहा है।
जबकि आधुनिक सिंगल-कोर प्रोसेसर वास्तव में एक चीज नहीं हैं, बजट मल्टीकोर सीपीयू के उदय के लिए धन्यवाद, वे तेजी से संचालित करने के लिए अन्य आधुनिक ट्रिक्स का उपयोग करने में सक्षम होंगे। एक पाइपलाइन एक निर्देश को संभालने के प्रत्येक अलग-अलग हिस्से को एक साथ उपयोग करने की अनुमति देगी, प्रति घड़ी पाइपलाइन के केवल एक चरण का उपयोग करने पर एक महत्वपूर्ण प्रदर्शन को बढ़ावा देना चक्र। एक विस्तृत पाइपलाइन प्रत्येक पाइपलाइन चरण प्रति घड़ी चक्र में कई निर्देशों को संभालने में सक्षम होगी। आउट ऑफ ऑर्डर प्रोसेसिंग निर्देशों को अधिक समय-कुशल तरीके से निर्धारित करने की अनुमति देगा। एक शाखा भविष्यवक्ता एक शाखा निर्देश के परिणाम की भविष्यवाणी करने में सक्षम होगा और अनुमानित उत्तर को पूर्व-खाली रूप से चलाएगा।
ये सभी कारक अच्छी तरह से काम करेंगे और कुछ प्रदर्शन प्रदान करेंगे। हालाँकि, एक या अधिक कोर जोड़ने से वह सब कुछ हो जाता है, और एक झटके में दो बार डेटा को एक साथ संसाधित करने में सक्षम होता है।
मल्टीकोर
दूसरी कोर ध्वनियों को जोड़ना जैसे यह कच्चे प्रदर्शन को दोगुना करना चाहिए। दुर्भाग्य से, चीजें उससे कहीं अधिक जटिल हैं। प्रोग्राम लॉजिक अक्सर सिंगल-थ्रेडेड होता है जिसका अर्थ है कि केवल एक ही चीज है जो एक प्रोग्राम किसी एक समय में करने की कोशिश करता है। हालाँकि, क्या हो सकता है कि अन्य प्रक्रियाएँ एक ही समय में अन्य कोर का उपयोग कर सकती हैं। जबकि अधिकांश व्यक्तिगत कार्यक्रमों में कोई अंतर्निहित प्रदर्शन बढ़ावा नहीं है, एक अतिरिक्त का प्रावधान संसाधन संसाधन, एक सीमित संसाधन के लिए प्रतिस्पर्धा को प्रभावी ढंग से कम करता है, जो प्रदान करता है a प्रदर्शन को बढ़ावा। सीपीयू समय के लिए प्रतिस्पर्धा को कम करने से यह प्रदर्शन बढ़ावा, एकल से कूदते समय सबसे अधिक ध्यान देने योग्य है डुअल-कोर सीपीयू में, कोर काउंट को और बढ़ाने से रिटर्न कम होता है, हालांकि आम तौर पर अधिक होता है बेहतर।
मल्टीकोर सिस्टम का उचित लाभ लेने के लिए और वास्तव में एक ठोस प्रदर्शन को बढ़ावा देने के लिए, प्रोग्राम को कई प्रोसेसिंग थ्रेड्स का उपयोग करने के लिए प्रोग्राम करने की आवश्यकता होती है। मल्टीथ्रेडेड लॉजिक को मज़बूती से करना बेहद मुश्किल है क्योंकि इसे सीखना अक्सर मुश्किल होता है और कई संभावित नुकसान होते हैं। एक उदाहरण पिटफॉल को रेस कंडीशन के रूप में जाना जाता है। एक दौड़ की स्थिति में एक प्रक्रिया मानती है कि एक और प्रक्रिया जो वह शुरू करती है वह सुचारू रूप से चलेगी, फिर वह कुछ ऐसा करने की कोशिश करती है जो उस दूसरी प्रक्रिया पर निर्भर करती है जो सुचारू रूप से चलती है। उदाहरण के लिए, कल्पना करें कि एक प्रक्रिया एक दस्तावेज़ को बंद करने और दूसरे को खोलने के लिए दूसरी प्रक्रिया शुरू करती है। यदि मूल प्रक्रिया ठीक से जाँच नहीं करती है कि क्या दूसरी प्रक्रिया पूरी हो गई है, तो इसका परिणाम अप्रत्याशित परिणाम हो सकता है। यदि पहले दस्तावेज़ को बंद करने में कोई समस्या थी, उदाहरण के लिए, यह तब भी खुला हो सकता है जब मूल प्रक्रिया इसमें अधिक डेटा लिखती है।
थर्मल मुद्दे
सबसे बड़े मुद्दों में से एक मल्टीकोर प्रोसेसर गर्मी से जूझ रहे हैं। जबकि एक सीपीयू कोर इतनी गर्मी का उत्पादन नहीं करता है, दो अधिक देते हैं। हाई-कोर काउंट सीपीयू में, गर्मी की इस सांद्रता के परिणामस्वरूप कम बूस्ट क्लॉक हो सकती है, क्योंकि सीपीयू अपने तापमान का प्रबंधन करता है। कम बूस्ट क्लॉक सिंगल-थ्रेडेड एप्लिकेशन में कम प्रदर्शन का कारण बनेगा। यह अक्सर गेमिंग प्रदर्शन बेंचमार्क में देखा जा सकता है। वीडियो गेम अक्सर एक ही धागे पर अत्यधिक निर्भर होते हैं। जैसे, गेमिंग के लिए सिंगल-थ्रेडेड प्रदर्शन अक्सर महत्वपूर्ण होता है। हाई-कोर काउंट सीपीयू जैसे 16-कोर काउंट मॉडल अक्सर हाई-परफॉर्मेंस बिन्स से होते हैं। इसके बावजूद, उन्हें नियमित रूप से "कम" सीपीयू द्वारा सिंगल-थ्रेडेड बेंचमार्क में कम कोर गिनती के साथ बेहतर प्रदर्शन किया जा सकता है। 64-कोर एएमडी थ्रेडिपर जैसे अल्ट्रा-हाई कोर काउंट सीपीयू में यह समस्या और भी स्पष्ट है, जहां घड़ी की गति हाई-एंड डेस्कटॉप सीपीयू की तुलना में काफी कम है।
सफलता
कई एप्लिकेशन कई सीपीयू कोर का उचित उपयोग करने में सक्षम हैं। उदाहरण के लिए, सीपीयू रेंडरिंग समानांतर करने के लिए अपेक्षाकृत आसान काम है। प्रदर्शन में सुधार 64 कोर तक और उच्चतर तक देखा जा सकता है, हालांकि वर्तमान में कोई भी सीपीयू 64 कोर से अधिक की पेशकश नहीं करता है। कई अनुप्रयोगों को बहु-थ्रेडेड नहीं किया जा सकता है क्योंकि वे अनुक्रमिक तर्क पर निर्भर हैं। हालांकि ये मल्टीथ्रेडेड प्रोग्राम की गति के करीब कहीं भी नहीं देखते हैं, तथ्य यह है कि मल्टीथ्रेडेड प्रोग्राम और अन्य सिंगल-थ्रेडेड प्रोग्राम अन्य सीपीयू कोर का उपयोग कर सकते हैं जो प्रोसेसर समय को मुक्त करते हैं, बेहतर के लिए अनुमति देते हैं प्रदर्शन।
स्थापत्य विकल्प
डेस्कटॉप प्रोसेसर में, मल्टीकोर सीपीयू के भीतर प्रत्येक सीपीयू कोर आम तौर पर समान होता है। यह एकरूपता कोर पर शेड्यूलिंग कार्य को सरल बनाती है। उसी दोहराए जाने वाले डिज़ाइन का उपयोग करने से विकास लागत को कम रखने में भी मदद मिलती है। हालाँकि, मोबाइल प्रोसेसर लंबे समय से विषम कोर आर्किटेक्चर का उपयोग कर रहे हैं। इस डिज़ाइन में CPU कोर के दो या तीन स्तर होते हैं। प्रत्येक स्तर समान प्रक्रियाओं को चला सकता है, हालांकि, कुछ बिजली दक्षता के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, और अन्य प्रदर्शन के लिए ट्यून किए गए हैं। यह बैटरी चालित उपकरणों के लिए सफलता का नुस्खा साबित हुआ है क्योंकि कई कार्य धीमे का अधिक उपयोग कर सकते हैं शक्ति-कुशल कोर, बैटरी जीवन में वृद्धि, जबकि उच्च-प्राथमिकता वाली प्रक्रियाओं को अभी भी उच्च गति पर चलाया जा सकता है जब जरूरत है।
डेस्कटॉप सीपीयू आर्किटेक्चर भी एक विषम कोर डिजाइन की दिशा में आगे बढ़ रहा है। इंटेल की एल्डर झील 12वां जेनरेशन कोर सीपीयू लाइन ऐसा करने वाला पहला डेस्कटॉप सीपीयू है। इस मामले में, छोटे कोर का मुख्य ड्राइविंग कारक जरूरी बिजली दक्षता नहीं बल्कि थर्मल दक्षता है, हालांकि वे एक ही सिक्के के दो पहलू हैं। कई शक्तिशाली कोर होने से उच्च प्रदर्शन मिलता है, जबकि कई कुशल कोर मुख्य कोर को बहुत अधिक प्रभावित किए बिना पृष्ठभूमि कार्यों को संभाल सकते हैं।
निष्कर्ष
एक मल्टीकोर सीपीयू एक सीपीयू है जो एक पैकेज में कई प्रोसेसिंग कोर पेश करता है, अक्सर, हालांकि विशेष रूप से एक ही मरने पर नहीं। मल्टीकोर सीपीयू कई कार्यक्रमों के लिए प्रत्यक्ष प्रदर्शन को बढ़ावा नहीं देते हैं, हालांकि, कोर की संख्या में वृद्धि करके, सिंगल-थ्रेडेड प्रोग्रामों को सीपीयू समय के लिए ज्यादा प्रतिस्पर्धा करने की आवश्यकता नहीं होती है। कुछ प्रोग्राम कई कोर का पूरा लाभ उठा सकते हैं, जितने उपलब्ध हैं, उनका सीधा उपयोग करते हैं। यह एक बड़ा प्रदर्शन बढ़ावा प्रदान करता है, हालांकि थर्मल और बिजली की कमी के कारण यह बढ़ावा जरूरी नहीं है कि कोर के दोहरीकरण के साथ एक सीधा प्रदर्शन दोगुना हो।