Двумя основными показателями производительности ЦП являются тактовая частота ЦП и количество ядер. Оба эти показателя важны с точки зрения производительности ЦП, хотя конкретная важность каждого показателя зависит от задачи.
Ядро ЦП - это отдельный процессор, многоядерные ЦП имеют несколько ядер, которые могут одновременно запускать совершенно разные процессы. Тактовая частота процессора - это мера того, насколько быстро работает одно ядро. Скорость процессора измеряется в гигагерцах, что означает миллиарды циклов в секунду. По сравнению с автомобилями на дороге, высокая тактовая частота с одним ядром похожа на ограничение высокой скорости на дороге с одной полосой движения: автомобили могут двигаться быстрее, но дорога легко перегружена, что замедляет всех. Однако количество ядер ЦП похоже на добавление дополнительных полос к дороге: одновременно может ехать больше автомобилей, и если одна полоса движется медленно, другие могут продолжать работать.
Тактовая частота процессора
Тактовая частота процессора важна для всех задач, она напрямую влияет на скорость выполнения процесса. Это особенно верно для однопоточных задач, которые нельзя распараллелить для поддержки нескольких потоков. В этих случаях одновременно может использоваться только одно ядро ЦП, а это означает, что тактовая частота ЦП является наиболее важным фактором при обработке этих задач.
Совет: поток - это особый процесс, который должен выполняться от одного конца до другого по порядку. Если процесс можно разделить на несколько процессов, которые могут выполняться параллельно, он называется многопоточным. Многопоточная программа может использовать преимущества нескольких ядер ЦП.
Более высокие тактовые частоты процессора генерируют больше тепла, было почти невозможно преодолеть барьер в 5 ГГц без использования экзотических методов охлаждения, таких как жидкий азот.
Количество ядер
Использование нескольких ядер ЦП возможно только с помощью кода, поддерживающего многопоточность. Если программисты могут разработать программу так, чтобы некоторые функции могли выполняться одновременно с другими, это может значительно повысить производительность приложения. Приложения, которые могут в полной мере использовать преимущества большого количества ядер, такие как средства визуализации или кодеры, могут видеть коэффициент повышения производительности почти 1: 1. Два ядра процессора могут почти удвоить скорость, а десять ядер увеличивают скорость почти в десять раз.
Многоядерный ЦП обеспечит небольшое преимущество в скорости однопоточным программам, поскольку более вероятно, что одно ядро ЦП могут быть посвящены выполнению каждой задачи, вместо того, чтобы делить процессорное время с операционной системой и другим программным обеспечением.
Несколько ядер требуют более сложных структур ЦП, чтобы иметь возможность надежно распределять память между ядрами. Увеличение количества ядер также увеличивает требуемый размер ЦП, что может увеличить стоимость.
Общие преимущества
Предполагаемая рабочая нагрузка должна использоваться для информирования вашего общего выбора о том, следует ли вам предпочесть ЦП с меньшим количеством ядер и более высокой тактовой частотой или большим количеством ядер на более низкой скорости. Если большая часть вашей работы будет приносить значительную пользу друг другу, то это должно стать важным фактором в вашем решении. Однако, если ваша рабочая нагрузка сбалансирована, рекомендуется также получить сбалансированный процессор.
На самом деле, процессор с частотой 5 ГГц всего на 25% быстрее, чем процессор с частотой 4 ГГц, в то время как 8-ядерный процессор на 33% быстрее, чем 6-ядерный. Выше шести или восьми ядер вы, скорее всего, найдете только минимальные улучшения производительности, если вы специально не выполняете задачи, которые используют все доступные ядра ЦП.