Osnovno o procesorima: što su to jezgre, ”Hyper-Threading” i koja je prednost više jezgri?

Centralna jedinica za obradu podataka (na engleskom jeziku ”Central Processing Unit”- CPU) ili jednostavno i laički rečeno- procesor je ono što u našim računalima obrađuje podatke. Procesor to naravno čini obradom podatka programa i aplikacija koje korisnik pokrene.

U prošlosti, prije petnaest i više godina, pojam je bio procesor s jednom jezgrom (takozvani ”single core”). S obzirom na količinu i kompleksnost podataka koje je tada trebalo obraditi za svakodnevni rad ”single core” procesori su bili više nego dovoljni za rad. Današnji, moderni procesori nude nove mogućnosti koje dodatno olakšavaju obradu podataka. Mogućnosti kao što su više jezgri i Hyper-Threading služe lakšem i bržem procesuiranju sve veće količine podataka koja danas ”ulazi” u naša računala. Uz to neka računala koriste više procesora odjednom.

Obično mjerenje radnog takta procesora je nekoć bila sasvim dovoljna za uspoređivanje performansi. Danas stvari više nisu tako jednostavne. Procesor koji u sebi ima ili više jezgri ili Hyper-Threading mogućnost će puno bolje procesuirati podatke nego što će to učiniti procesor sličnog radnog takta, ali s jednom jezgrom i bez Hyper-Threading-a. Računala koja na sebi imaju više procesora u pogledu ovakvih stvari imaju još veću prednost.

Sve ovo je osmišljeno kako bi računalu dodatno olakšalo obavljanje više zadataka ili procesuiranje veće količine podataka u isto vrijeme, čime se dodatno poboljšavaju performanse, ne samo procesora već i računala u različitim uvjetima (kao što je ”multitasking” ili korištenje zahtjevnijih aplikacija, kao što su enkoderi videa ili igre). O čemu se ovdje točnije radi? Nešto više o tome u nastavku članka.

procesor
Procesor – Hyper Threading

Što je to ”Hyper-Threading”?

Hyper-Threading je bio prvi pokušaj tvrtke Intel da na jedno osobno računalo uvede paralelni sustav obrade podataka. Sustav se prvi puta pojavio u javnoj uporabi davne 2002. godine s procesorom Pentium 4 HT. Tada je Pentium 4 imao samo jednu jezgru i mogao je obavljati samo jednu po jednu aktivnost . Ono što se pokušalo učiniti Hyper-Threading-om jest da se to ubrza i da se pokaže kako se i procesorom koji ima jednu jezgru i koji je takoreći ”spor” u stvari brži nego što zapravo jest.

Jedna fizička jezgra procesora zahvaljujući ovoj mogućnosti u operacijskom sustavu izgleda kao procesor sa dvije jezgre (bez obzira na to što se i dalje radi o procesoru s jednom jezgrom). Stoga svaki puta kada uključite računalo koje ima procesor sa Hyper-Threading mogućnošću njegov operacijski sustav će pokazivati onoliko virtualnih jezgri koliko Hyper-Threading daje (broj virtualnih jezgri je obično dvostruko veći od broja stvarnih jezgri koje procesor ima u sebi).

Sve u svemu, Hyper-Threading, osim što vara operacijski sustav računala navodeći ga da ”misli” kako procesor ima više jezgri od stvarnog stanja, daje procesoru mogućnost da sam koristi svoju vlastitu logiku kako bi pokrenuo programe. Ovo donekle ubrzava stvari iz razloga što dvije ”logičke” jezgre dijele iste resurse koji su potrebni za fizičko pokretanje programa. Ako jedna virtualna jezgra ”stoji” i ne radi ništa, druga virtualna jezgra od nje može posuditi resurse za rad i na taj način brže i bolje obavljati ono što korisnik trenutno pokreće na svome računalu. Iako Hyper-Threading pomaže donekle ubrzati rad procesora, to nije ni blizu ubrzanju koje donose prave, fizičke jezgre.

Procesor AMD A10-7860K

Više jezgri na jednome procesoru

U početku je procesor imao samo jednu jezgru. To je značilo da je fizička jedinica procesora imala jednu centralnu jedinicu za obradu podataka na sebi. Kako bi došlo do poboljšavanja brzine obrade podataka i performansi proizvođači su s vremenom dodavali dodatne jezgre ili u stvari centralne jedinice za obradu podataka. To znači da je na primjer dvojezgreni procesor zapravo procesor sa dvije centralne jedinice za obradu podataka, pto u operacijskom sustavu izgleda kao da se radi o dva procesora.

Procesor sa dvije jezgre mogao je isto tako pokretati dva različita procesa u isto vrijeme. Ovo bi sve u svemu dovelo do ubrzavanja cjelokupnog sustava, s obzirom da bi to omogućivalo računalu da korisnik na njemu pokreće odjednom više stvari.

Koja je glavna razlika između Hyper-Threading-a i više jezgri?

Kao prvo, ovdje ne postoje nikakvi trikovi kojima bi se prevario operacijski sustav računala. Četverojezgreni procesor na sebi ima četiri centralne jedinice za obradu podataka koje se nalaze na jednom čipu, osmojezgreni procesori imaju osam centralnih jedinica, a 16-jezgreni procesori šesnaest centralnih jedinica. Sve u svemu, što više jezgri- to bolje! Više centralnih jedinica za obradu podataka drastično poboljšava performanse dok je u isto vrijeme fizička jedinica procesora tako malena da odgovara u jednu utičnicu.

Ovo je u stvari najbolja stvar kod procesora: njemu treba samo jedna utičnica u matičnoj ploči, bez obzira koliko on imao jezgri na sebi, što je opet dobro jer recimo i taj procesor sa 16 jezgri, bez obzira što ima 16 jezgri treba samo jedan sustav za hlađenje, troši struju iz jednog izvora i potreban je jedan softver kako bi se taj procesor mogao koristiti unutar računala.

Intelova najjača Iris Pro grafika je dostupna u oba Core i5 i Core i7 mobilna procesora

Više procesora na jednom računalu

Danas velika većina računala, pogotovo onih za svakodnevnu upotrebu, u sebi imaju jedan procesor (bez obzira na broj jezgri i Hyper-Threading mogućnost). Znači, imamo jednu fizičku jedinicu koja je utaknuta u jednu utičnicu procesora unutar matične ploče računala.

No prije nego što su na scenu došli Hyper-Threading i procesori s više jezgri, korisnici su pokušali sami na neke načine dobiti više procesne moći. To su najčešće činili tako što su na jedno računalu pokušali dodati još jedan procesor. Naravno, da bi neko računalo u sebi imalo dva procesora to je zahtijevalo da matična ploča tog računala na sebi ima dva utora za ta dva procesora.

Osim toga, matična ploča je trebala dodatni hardver kako bi se ti procesor mogli spojiti s radnom memorijom i ostalim komponentama računala. Nadalje, ta dva procesora su trebala moći ”znati” kako pravilno ”komunicirati” jedan s drugim (kako bi se na najbolji mogući način izvuklo najbolje od oba). Sve u svemu ovo je predstavljalo dosta problema i zahtijevalo je dosta posla.

Super-računala i serveri

Danas gotovo da i ne postoje računala za osobnu upotrebu koji na sebi imaju dva procesora. S obzirom na to da se radi o računalima koja su sklopljena za obrađivanje ogromne količine podataka u vrlo kratkom vremenu, računala sa dva (ili više) procesora su najčešće super-računala, serveri ili ostali sustavi sličnog tipa.

Sve u svemu, što procesor ima više centralnih jedinica za obradu podataka (ili jezgri) to će on brže i lakše moći obrađivati podatke, što će dovesti do poboljšanja rada i performansi. Danas velika većina modernih računala imaju procesore sa barem dvije jezgre, dok je Hyper-Threading sustav koji na sebi imaju Intelovi procesori.

Piše: D.Z.

Odgovori