cpu دو هسته ای و cpu چهار هسته ای به چه معناست؟

امروزه اکثر CPU ها dual-core، quad-core یا octo-core هستند. اما این اصلا به چه معناست؟

هنگام خرید یک لپ تاپ و یا جمع کردن یک سیستم دسکتاپ جدید، پردازنده مهم ترین بخشی است که باید به آن توجه کنید. اصطلاحات مختلفی درباره پردازنده‌ها وجود دارند که اغلب بر اساس تعداد هسته‌های آن‌ها تعیین می‌شوند. ممکن است حین خرید با عبارت‌هایی همچون Dual-Core ،Quad-Core ،Hexa-Core و یا Octo-Core روبرو شده باشید.

در این مطلب، به مقایسه پردازنده های Dual Core و Quad Core در کامیپوترها خواهیم پرداخت.

مقایسه cpu دو هسته ای و cpu چهار هسته ای به زبان ساده

همواره فقط یک تراشه پردازنده وجود دارد. این تراشه (چیپست) ممکن است یک، دو، چهار، شش، هشت، ده، دوازده یا حتی شانزده هسته داشته باشد. بنابراین اگر یک CPU “تک هسته ای” پیدا کردید، به این معنی است که تراشه پردازنده، یک هسته دارد. و یک پردازنده دو هسته ای دارای دو هسته، یک چهار هسته ای دارای چهار هسته ، یک شش هسته ای دارای شش هسته، یک هشت هسته ای دارای هشت هسته و غیره است.

در حال حاضر، یک پردازنده 18 هسته ای بهترین انتخابی است که می توانید در رایانه های شخصی استفاده کنید.همچنین شما می‌توانید یک AMD Threadripper 64 هسته‌ای بخرید، اما این قدرت پردازش بیشتر از آن چیزی است که اکثر مصرف‌کنندگان معمولی به آن نیاز دارند.

هر هسته در واقع بخشی از یک تراشه است که یکی از چند عملیات پردازش را بر عهده دارد. هر هسته یک پردازنده جداگانه برای خود (واحد پردازش مرکزی – CPU) می باشد.

در این مقاله به بررسی پردازنده‌های دو هسته‌ای در مقابل چهار هسته‌ای در رایانه‌ها خواهیم پرداخت.

تفاوت بین cpu دو هسته ای و cpu چهار هسته ای :

سرعت

به نظر می‌رسد وجود تعداد هسته‌های بیشتر همیشه به معنی سریعتر بودن پردازنده است. اگرچه که این موضوع باور اشتباهی نیست، اما در همه جا صدق نمی‌کند. داشتن تعداد هسته‌های بیشتر در پردازنده زمانی به سرعت و عملکرد بهتر منجر می‌شود که نرم افزار در حال اجرا، قادر به تقسیم اعمال میان هسته‌های مختلف باشد. متاسفانه تمامی نرم افزارها قادر به توزیع وظایف بین هسته‌ها نیستند. پس ممکن است حین استفاده از یک پردازنده ۱۸ هسته‌ای عملا تعداد زیادی از هسته‌های آن مورد استفاده قرار نگیرند.

سرعت هر یک از هسته‌های پردازنده نیز فاکتوری بسیار مهم و تاثیرگذار در مجموع عملکرد پردازشی است. مقایسه پردازنده های Dual Core و Quad Core نشان می‌دهد یک پردازنده دو هسته‌ای جدید که هر هسته آن سرعت بیشتری دارد، در مجموع عملکرد بهتری در مقایسه با یک پردازنده چهار هسته‌ای قدیمی و دارای سرعت پایین به ازای هر هسته دارد.

مصرف انرژی

یک دلیل که ثابت می کند داشتن هسته‌های بیشتر، همیشه به معنی بهتر بودن پردازنده نیست این است که با افزایش تعداد هسته‌ها، میزان مصرف انرژی پردازنده نیز افزایش پیدا می‌کند، زیرا با روشن بودن کامپیوتر انرژی به تمامی بخش‌های تشکیل‌دهنده آن منتقل می‌شود.

شرکت‌های سازنده انواع تراشه‌ها، همواره تلاش می‌کنند میزان مصرف انرژی محصولات خود را کاهش داده و آن‌ها را از این نظر بهینه تر کنند.

گرما

یکی دیگر از تفاوت های پردازنده های کامپیوتر میزان گرمایی است که تولید می‌کنند. اگرچه تنها عامل گرم شدن یک پردازنده تعداد هسته‌های آن نیست و فاکتورهای زیادی تاثیرگذار می باشند، اما بر اساس یک قانون کلی، هر چه تعداد هسته‌ها بیشتر باشند گرمای بیشتری تولید خواهد شد. بنابراین وقتی شرکت‌ها تراشه‌هایی با تعداد هسته زیاد می‌سازند باید به دنبال راهکارهای جدیدی برای خنک کردن آن باشند.

قیمت

قیمت پردازنده‌های دارای هسته‌های زیاد همیشه بالاتر نیست. معماری به کار رفته برای بنا کردن پردازنده، سرعت هر هسته و بسیاری دیگر از فاکتورها نقش مهمی در تعیین قیمت یک محصول دارند. اما اگر در دو پردازنده، تمامی فاکتورها همچون سرعت و معماری یکسان باشند، مطمئنا مدل دارای تعداد هسته بیشتر، قیمت بیشتری نیز خواهد داشت.

اهمیت نرم افزار

رازی که سازندگان تراشه نمی خواهند شما بدانید. همیشه مهم نیست که چند هسته دارید. بلکه همه چیز بستگی به نرم افزاری دارد که روی آنها اجرا می کنید. تولیدکنندگان پردازنده‌های دارای هسته‌های زیاد را به عنوان محصولاتی قدرتمند به کاربران معرفی می کنند، در حالیکه فاکتورهای مهم دیگری هم برای افزایش عملکرد وجود دارد. مهم نیست پردازنده شما از چند هسته تشکیل شده است، بلکه آنچه اهمیت دارد، نحوه تقسیم کار توسط نرم افزاری است که اجرا کرده‌اید.

توسعه‌دهندگان باید به صورت ویژه نرم افزارهای خود را به نحوی ایجاد کنند که تمامی هسته‌ها به کار گرفته شوند.

حتی در صورت توسعه برنامه به منظور استفاده از تمامی امکانات موجود، نوع نرم افزار و چگونگی انجام این کار، بر روی عملکرد کلی تاثیر می‌گذارد. به عنوان نمونه‌ای از نرم افزارهایی که از این معماری چند رشته‌ای پشتیبانی می‌کنند می‌توان به مرورگر وب گوگل کروم و نرم افزار ویرایش ویدیو Adobe Premier Pro اشاره کرد.

نرم افزار Adobe Premier Pro، به هر هسته بخشی از عملیات ویرایش ویدیو را اختصاص می دهد. از آنجایی که ویرایش ویدیو یک فرآیند چند لایه‌ای است، این امر منطقی است، چرا که هر بخش می‌تواند گوشه‌ای از کار را بر عهده بگیرد.

برای مثال گوگل کروم نیز به هسته‌های پردازنده آموزش می‌دهد تا تب‌های مختلف را پردازش کنند. برخلاف ویرایش ویدیو که یک فرآیند پیوسته است، در اینجا بعد از باز کردن یک صفحه وب، با یک محیط استاتیک روبرو هستیم که دیگر نیازی به پردازش بیشتر ندارد. از این به بعد بیشتر فرآیندها مربوط به ذخیره‌سازی و قرار دادن اطلاعات بر روی رم هستند. پس اگرچه ممکن است یک هسته برای پردازش اعمال اجرا شده در پس‌زمینه مورد استفاده قرار بگیرد، اما فشار آن‌چنانی بر روی آن وارد نمی شود.

گوگل کروم به عنوان یک نمونه از نرم افزارهایی است که ممکن است با وجود توانایی برای تقسیم وظایف بین هسته‌ها، ولی در عمل عملکرد را افزایش ندهد.

دو برابر نشدن سرعت با دو برابر کردن هسته

فرض کنید که از نرم افزاری مناسب استفاده می‌کنیم. آیا پردازنده های Dual Core و Quad Core در دو سیستم کامپیوتری متفاوت، که دیگر اجزای سخت افزاری آن‌ها کاملا یکسان است، تفاوت قابل توجهی از نظر عملکرد خواهند داشت؟ جواب منفی است.

افزایش تعداد هسته‌های پردازنده، مشکل عدم توانایی برای تقسیم نرم افزاری صحیح را حل نمی‌کند. تقسیم کار به شیوه صحیح، به معنی اختصاص دادن یک عملیات به مناسب‌ترین هسته می باشد تا به این ترتیب از حداکثر توان پردازنده استفاده شود. اما متاسفانه در واقعیت این اتفاق رخ نمی دهد.

در عمل و در بیشتر نرم افزارهای پشتیبانی‌کننده از معماری چند هسته‌ای، وظایف به ترتیب و یا به صورت بهم ریخته تقسیم می‌شوند.

به عنوان نمونه، فرض کنید یک پردازنده quad-core (Core1، Core2، Core3، Core4) دارید. وضعیتی را در نظر بگیرید که سه عملیات مختلف باید برای تکمیل یک پردازش انجام شوند و در کل پنج پردازش به این شکل (A1، A2، A3، A4، A5)وجود دارند:

Core1 = A1T1

Core2 = A1T2

Core3 = A1T3

Core4 = A2T1

نرم افزار به نخستین هسته پردازنده دستور می‌دهد تحلیل اولین عملیات پردازش اول را انجام دهد. هسته‌های دوم و سوم نیز به ترتیب کار تحلیل دومین و سومین عملیات پردازش اول را بر عهده می‌گیرند. از آنجایی که هسته چهارم بیکار می‌ماند، باید کار تحلیل نخستین عملیات دومین پردازش را انجام دهد.

اگرچه نرم افزار هوشمند نیست. اما اگر سومین عملیات، طولانی‌ترین و سخت‌ترین مورد باشد، نرم افزار باید آن را بین هسته‌های سوم و چهارم تقسیم کند، اما در عمل چنین اتفاقی نمی‌افتد. در عوض، اگرچه ممکن است بعد از گذشت مدت زمانی کوتاه هسته‌های اول و دوم کار خود را به پایان برسانند، اما برای تکمیل پردازش نخست، باید تا زمان اتمام تحلیل سومین عملیات آن منتظر بمانند. و در انتها باید نتیجه هر سه عملیات با یکدیگر ادغام شوند.

این موضوع نشان می‌دهد نباید حین مقایسه پردازنده های Dual Core و Quad Core ، ، فکر کنیم مدل دارای هسته‌های بیشتر بهتر است، چرا که اغلب نرم افزارها هنوز به منظور استفاده حداکثری از توانایی پردازنده‌های این‌چنینی توسعه پیدا نکرده‌اند. پس دو برابر شدن تعداد هسته مستقیما به معنی دو برابر شدن سرعت تحلیل پردازش‌ها نیست. اکنون که می‌دانید هسته‌ها چگونه کار می کنند، باید از خود بپرسید: “آیا به هسته‌های بیشتری نیاز دارم؟” جواب این سوال، بستگی به این دارد که قصد دارید با آنها چه کاری انجام دهید.

تعداد هسته cpu بیشتر چه زمانی کاربرد دارد؟

حین اجرای بازی

اگر یک گیمر هستید، بهتر است حین خرید کامپیوتر یا لپ تاپ حتما تعداد هسته بیشتر پردازنده را جز یکی از مهمترین فاکتورهای خود لحاظ کنید.

برخلاف نرم افزارها، بیشتر بازی‌هایی که امروز توسط بزرگترین کمپانی‌ها توسعه پیدا می‌کنند قادر به پشتیبانی از معماری چند رشته‌ای (چند هسته‌ای) هستند.

ویرایش ویدیو یا صوت

برای آن دسته از کاربرانی که با نرم افزارهای ویرایش ویدیو و یا موسیقی سر و کار دارند، پردازنده دارای چند هسته مفید خواهد بود. همچون بازی‌های ویدیویی، بیشتر نرم افزارهای توسعه یافته در این زمینه نیز با قابلیت پشتیبانی از معماری چند هسته‌ای توسعه پیدا کرده‌اند.

فتوشاپ و طراحی

اگر طراح می باشید و از نرم افزارهایی همچون فتوشاپ استفاده می‌کنید، سرعت بالاتر هسته و همچنین حافظه کش بیشتر پردازنده، فاکتورهای مهمتری در مقایسه با تعداد هسته هستند. مهمترین نرم افزارهای طراحی مثل فتوشاپ، فقط از معماری تک رشته‌ای پشتیبانی می‌کنند.

نمی‌توان گفت پردازنده های Dual Core و Quad Core تفاوت چندان زیادی با یکدیگر ندارند و بدون شک، وجود تعداد هسته بیشتر به معنی افزایش عملکرد خواهد بود. اما نمی‌توان گفت به نسبت افزایش تعداد هسته، سرعت هم به همان اندازه افزایش پیدا می‌کند و به عنوان نمونه، یک پردازنده چهار هسته‌ای دو برابر سریعتر از یک پردازنده دو هسته‌ای است.

اگر جزو کاربرانی هستید که معمولا چند کار را به صورت همزمان انجام می‌دهید، در صورتی وظایف به اشتراک گذاشته شوند، قاعدتا سرعت بهتری دارد. اگر از تعداد زیادی برنامه به طور همزمان استفاده می کنید، بین آنها سوئیچ کنید و وظایف خود را به آنها محول کنید، سپس یک پردازنده با هسته های بیشتر تهیه کنید.

اما فراموش نکنید عملکرد کامپیوتر به فاکتورهای زیادی بستگی دارد که پردازنده و در ادامه تعداد هسته‌‌های آن، بخشی از این فاکتورها هستند. پس بعد از تغییر پردازنده دو هسته‌ای خود به یک پردازنده چهار هسته‌ای، انتظار معجزه نداشته باشید.