Двома основними показниками продуктивності процесора є тактова частота процесора і кількість ядер. Обидва ці показники важливі з точки зору продуктивності ЦП, хоча конкретна важливість кожного заходу залежить від завдань.
Ядро ЦП є окремим процесорним блоком, багатоядерні ЦП мають кілька ядер, які можуть одночасно виконувати абсолютно різні процеси. Тактова частота процесора – це показник того, наскільки швидко працює одне ядро. Швидкість процесора вимірюється в гігагерцах, що означає мільярди циклів в секунду. У порівнянні з автомобілями на дорозі, висока тактова частота з одним ядром схожа на обмеження високої швидкості на дорозі з однією смугою, автомобілі можуть рухатися швидше, але на дорозі легко утворюватися затори, що сповільнює всіх. Однак кількість ядер процесора схожа на додавання додаткових смуг на дорогу, більше автомобілів можуть рухатися одночасно, і якщо одна смуга працює повільно, інші все ще можуть працювати.
Тактова частота процесора
Тактова частота процесора важлива для всіх завдань, вона безпосередньо впливає на те, наскільки швидко може завершитися процес. Це особливо актуально для однопотокових завдань, які не можна розпаралелювати для підтримки кількох потоків. У цих випадках одночасно можна використовувати лише одне ядро ЦП, а це означає, що тактова частота ЦП є найважливішим фактором при обробці цих завдань.
Порада: потік — це поодинокий процес, який потрібно виконувати від одного кінця до іншого в порядку. Якщо процес можна розділити на кілька процесів, які можна запускати паралельно, він називається багатопоточним. Багатопотокова програма може використовувати переваги кількох ядер ЦП.
Вища тактова частота процесора генерує більше тепла, тому було майже неможливо подолати бар’єр 5 ГГц без використання екзотичних методів охолодження, таких як рідкий азот.
Кількість ядер
Кілька ядер ЦП можна використовувати лише за допомогою коду, розробленого для підтримки багатопотокової роботи. Якщо програмісти можуть розробити програму так, щоб деякі функції могли виконуватися одночасно з іншими, це може значно підвищити продуктивність програми. Додатки, які можуть повною мірою використовувати переваги високої кількості ядер, такі як засоби візуалізації або кодери, можуть побачити коефіцієнт підвищення продуктивності майже 1:1. Два ядра ЦП можуть майже подвоїти швидкість, а десять ядер майже збільшують швидкість у десять разів.
Багатоядерний процесор забезпечить невелику перевагу в швидкості однопоточним програмам, оскільки більша ймовірність, що одно ядро ЦП можна присвятити виконанню кожного завдання, замість того, щоб розділяти час процесора з операційною системою та іншим програмним забезпеченням.
Кілька ядер вимагають складніших структур ЦП, щоб мати можливість надійно розподіляти пам’ять між ядрами. Збільшення кількості ядер також збільшує необхідний розмір ЦП, що може підвищити вартість.
Загальні переваги
Передбачуване робоче навантаження має використовуватися для визначення загального вибору того, чи варто віддавати перевагу ЦП з меншою кількістю ядер і більш високою тактовою частотою чи більшою кількістю ядер з нижчою швидкістю. Якщо більшість вашої роботи буде мати значну користь від одного над іншим, то це має бути важливим фактором у вашому рішенні. Однак, якщо ваше робоче навантаження збалансоване, рекомендується також отримати збалансований ЦП.
Реально, процесор 5 ГГц лише на 25% швидше, ніж 4 ГГц, тоді як 8-ядерний на 33% швидше, ніж 6-ядерний. Понад шість або вісім ядер ви, ймовірно, побачите лише мінімальні покращення продуктивності, якщо ви спеціально не виконуєте завдання, які використовують усі доступні ядра ЦП.