שני המדדים העיקריים לביצועי המעבד הם מהירות השעון של המעבד וספירת הליבות. שני המדדים הללו חשובים מבחינת ביצועי המעבד, אם כי החשיבות הספציפית של כל מדד משתנה בין משימות.
ליבת CPU היא יחידת עיבוד אינדיבידואלית, למעבדים מרובי ליבות יש מספר ליבות שיכולות להריץ תהליכים שונים לחלוטין בו זמנית. מהירות השעון של המעבד היא מדד למהירות שבה פועלת ליבה בודדת. מהירות המעבד נמדדת בג'יגה-הרץ, כלומר מיליארדי מחזורים בשנייה. בהשוואה למכוניות על כביש, מהירות שעון גבוהה עם ליבה אחת היא כמו הגבלת מהירות גבוהה בכביש בנתיב בודד, מכוניות יכולות לנסוע מהר יותר אבל הכביש קל לעמוס, ומאט את כולם. עם זאת, ספירת ליבות המעבד היא כמו הוספת נתיבים נוספים לכביש, מכוניות נוספות יכולות לנסוע בבת אחת, ואם נתיב אחד פועל לאט, האחרים עדיין יכולים לתפקד.
מהירות שעון מעבד
מהירות השעון של המעבד חשובה לכל המשימות, היא משפיעה ישירות על כמה מהר תהליך יכול להשלים. זה נכון במיוחד עבור משימות עם חוטים בודדים שלא ניתן לבצע במקביל לתמיכה במספר שרשורים. במקרים אלה, ניתן להשתמש בליבת מעבד אחת בלבד בכל פעם, כלומר מהירות השעון של המעבד היא הגורם החשוב ביותר בעיבוד משימות אלו.
טיפ: חוט הוא תהליך יחיד שיש להריץ מקצה לקצה לפי הסדר. אם ניתן לפצל תהליך למספר תהליכים שניתן להפעיל במקביל, הוא נקרא ריבוי הליכי. תוכנית מרובה הליכות יכולה לנצל את היתרונות של ליבות CPU מרובות.
מהירויות שעון גבוהות יותר של מעבד מייצרות יותר חום, זה היה כמעט בלתי אפשרי לעבור את מחסום ה-5 GHz מבלי להשתמש בשיטות קירור אקזוטיות כגון חנקן נוזלי.
ספירת ליבות
ניתן לנצל ליבות מעבד מרובות רק על ידי קוד שנועד לתמוך בריבוי השחלות. אם מתכנתים יכולים לעצב תוכנית כך שפונקציות מסוימות יוכלו לפעול במקביל לאחרות, זה יכול להגביר משמעותית את ביצועי האפליקציה. יישומים שיכולים לנצל את מלוא היתרונות של ספירת ליבות גבוהה כמו מעבדים או מקודדים יכולים לראות יחס שיפור ביצועים של כמעט 1:1. שתי ליבות CPU יכולות כמעט להכפיל את המהירות ועשר ליבות כמעט מגדילות את המהירות בפקטור של עשר.
מעבד מרובה ליבות יספק יתרון מהירות קטן לתוכניות עם חוט יחיד, מכיוון שסביר יותר לליבה של מעבד יחיד יכול להיות מוקדש להשלמת כל משימה, במקום לחלוק זמן CPU עם מערכת ההפעלה ותוכנות אחרות.
ליבות מרובות דורשות מבני CPU מסובכים יותר כדי להיות מסוגלים לשתף זיכרון באופן מהימן בין הליבות. הגדלת ספירת הליבות גם מגדילה את הגודל הנדרש של המעבד, מה שיכול להעלות את העלות.
יתרונות כלליים
יש להשתמש בעומס העבודה המיועד שלך כדי להבהיר את הבחירה הכוללת שלך אם עליך להעדיף מעבד עם פחות ליבות ומהירות שעון מהירה יותר או יותר ליבות במהירות נמוכה יותר. אם רוב העבודה שלך עומדת להפיק תועלת משמעותית מאחד על פני השני, אז זה צריך להיות גורם חשוב בהחלטה שלך. אם עומס העבודה שלך מאוזן, עם זאת, מומלץ לך לקבל גם מעבד מאוזן.
באופן מציאותי, מעבד 5 גיגה-הרץ מהיר רק ב-25% ממעבד 4 גיגה-הרץ, בעוד שמעבד 8 ליבות מהיר ב-33% ממעבד בעל 6 ליבות. מעל שש או שמונה ליבות סביר להניח שתמצא רק שיפורי ביצועים מינימליים, אלא אם כן אתה מבצע במיוחד משימות המשתמשות בכל ליבות ה-CPU הזמינות.