De twee belangrijkste maatstaven voor CPU-prestaties zijn de CPU-kloksnelheid en het aantal cores. Beide maatregelen zijn belangrijk in termen van CPU-prestaties, hoewel het specifieke belang van elke maatregel per taak verschilt.
Een CPU-kern is een individuele verwerkingseenheid, multi-core CPU's hebben meerdere kernen die tegelijkertijd volledig verschillende processen kunnen uitvoeren. CPU-kloksnelheid is een maat voor hoe snel een enkele kern werkt. CPU-snelheid wordt gemeten in gigahertz, wat miljarden cycli per seconde betekent. In vergelijking met auto's op de weg, is een hoge kloksnelheid met één kern vergelijkbaar met een hoge snelheidslimiet op een weg met één rijstrook, auto's kunnen sneller rijden, maar de weg is gemakkelijk verstopt, waardoor iedereen langzamer gaat. Het aantal CPU-kernen is echter als het toevoegen van extra rijstroken aan de weg, er kunnen meer auto's tegelijk rijden en als een rijstrook traag is, kunnen de andere nog steeds functioneren.
CPU kloksnelheid
CPU-kloksnelheid is belangrijk voor alle taken, het heeft direct invloed op hoe snel een proces kan worden voltooid. Dit geldt met name voor taken met één thread die niet kunnen worden geparallelliseerd om meerdere threads te ondersteunen. In deze gevallen kan slechts één CPU-kern tegelijk worden gebruikt, wat betekent dat de CPU-kloksnelheid de belangrijkste factor is bij de verwerking van deze taken.
Tip: Een thread is een enkelvoudig proces dat in volgorde van het ene uiteinde naar het andere moet worden uitgevoerd. Als een proces kan worden opgesplitst in meerdere processen die parallel kunnen worden uitgevoerd, wordt dit multi-threaded genoemd. Een programma met meerdere threads kan profiteren van meerdere CPU-kernen.
Hogere CPU-kloksnelheden genereren meer warmte, het was bijna onmogelijk om de 5 GHz-barrière te doorbreken zonder exotische koelmethoden zoals vloeibare stikstof te gebruiken.
Aantal kernen
Er kan alleen gebruik worden gemaakt van meerdere CPU-cores door code die is ontworpen om multi-threading te ondersteunen. Als programmeurs een programma zo kunnen ontwerpen dat sommige functies tegelijk met andere kunnen worden uitgevoerd, kan dit de prestatie van de toepassing aanzienlijk verbeteren. Toepassingen die optimaal kunnen profiteren van hoge kernaantallen, zoals renderers of encoders, kunnen een prestatieverbeteringsratio van bijna 1:1 zien. Twee CPU-cores kunnen de snelheid bijna verdubbelen en tien cores verhogen de snelheid bijna met een factor tien.
Een multi-core CPU biedt een klein snelheidsvoordeel voor programma's met één thread, omdat het waarschijnlijker is dat een enkele CPU-core kan worden gewijd aan het voltooien van elke taak, in plaats van CPU-tijd te delen met het besturingssysteem en andere software.
Meerdere cores vereisen meer gecompliceerde CPU-structuren om op betrouwbare wijze geheugen tussen cores te kunnen delen. Door het aantal cores te verhogen, neemt ook de vereiste grootte van de CPU toe, wat de kosten kan opdrijven.
Algemene voordelen
Uw beoogde werkbelasting moet worden gebruikt om uw algemene keuze te bepalen of u de voorkeur geeft aan een CPU met minder kernen en een hogere kloksnelheid of meer kernen met een lagere snelheid. Als het grootste deel van uw werk aanzienlijk van het ene boven het andere zal profiteren, dan zou dit een belangrijke factor bij uw beslissing moeten zijn. Als uw werkbelasting echter in evenwicht is, is het raadzaam om ook een uitgebalanceerde CPU te gebruiken.
Realistisch gezien is een 5 GHz CPU slechts 25% sneller dan een 4 GHz CPU, terwijl een 8-core CPU 33% sneller is dan een 6-core CPU. Boven de zes of acht cores zul je waarschijnlijk slechts minimale prestatieverbeteringen vinden, tenzij je specifiek taken uitvoert die alle beschikbare CPU-cores gebruiken.