Η εξέλιξη των κεντρικών μονάδων επεξεργασίας, ή των CPU, είναι ένα συναρπαστικό και περίπλοκο θέμα προς μελέτη. Από την κυκλοφορία του Intel 4004 το 1971 έως τους σύγχρονους επεξεργαστές της σειράς 10ης σειράς Intel, αυτά τα τσιπ έχουν δει μια εκπληκτική αύξηση στην ταχύτητα και την υπολογιστική ισχύ μέσα σε μόλις πέντε σύντομες δεκαετίες. Υπολογιστικές εργασίες που κάποτε ήταν αδιανόητες ακόμη και για τους μεγαλύτερους υπολογιστές mainframe μπορούν τώρα να διεκπεραιωθούν από το φθηνότερο οικονομικό smartphone, με ακόμη και τους πιο βασικούς φορητούς υπολογιστές να έχουν εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη ισχύ από τους υπολογιστές που εκτελούν τις αποστολές Apollo. Ωστόσο, ακόμη και με την αστρονομικά γρήγορη πρόοδο της υπολογιστικής ισχύος, μια εξέλιξη που εξακολουθεί να προβληματίζει τους ανθρώπους είναι η έννοια των πολυπύρηνων επεξεργαστών. Κατασκευαστές όπως η Intel και η AMD διαφημίζουν τον συνεχώς αυξανόμενο αριθμό πυρήνων τους σε νεότερους επεξεργαστές – 4 πυρήνες, 8 πυρήνες, 16 πυρήνες, ακόμη και 32 πυρήνες – και τη χρησιμότητά τους για μεγάλα φορτία υπολογιστών. Τι σημαίνει όμως κάτι από αυτά;
Τι είναι οι πυρήνες επεξεργαστών;
Ένας πυρήνας επεξεργαστή είναι μια ανεξάρτητη μονάδα επεξεργασίας στο συνολικό φυσικό τσιπ του επεξεργαστή. Κάθε πυρήνας έχει το δικό του υλικό επεξεργασίας και κρυφή μνήμη και συνδέεται με την υπόλοιπη CPU μέσω της κοινόχρηστης μνήμης του τσιπ και του διαύλου συστήματος. Ένας πυρήνας είναι ουσιαστικά μια ολόκληρη CPU, επομένως ένας επεξεργαστής πολλαπλών πυρήνων είναι σαν να βάζεις πολλές CPU μαζί και να τις δουλεύουν παράλληλα. Το σκεπτικό πίσω από την ύπαρξη περισσότερων πυρήνων σε μια CPU είναι ότι συχνά μπορεί να είναι πλεονεκτικό να χωρίζονται υπολογιστικές εργασίες μεταξύ πολλαπλών πυρήνων αντί για έναν τεράστιο, προκειμένου να του επιτραπεί να τελειώσει πιο γρήγορα και αποτελεσματικά.
Ωστόσο, η αποτελεσματικότητα αυτής της τεχνικής εξαρτάται από το λειτουργικό σύστημα που εκτελείτε καθώς και από τη συγκεκριμένη εφαρμογή που εκτελείτε. Πολλά λειτουργικά συστήματα και εφαρμογές δεν μπορούσαν να εκμεταλλευτούν πολλούς πυρήνες και, ως αποτέλεσμα, δεν έβλεπαν κανένα μετρήσιμο πλεονέκτημα από τους επιπλέον πυρήνες. Ωστόσο, ευτυχώς, σχεδόν όλα τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα και πολλά προγράμματα με μεγάλους πόρους, όπως το Adobe Premiere, μπορούν να εκμεταλλευτούν τους επιπλέον πυρήνες και, ως εκ τούτου, να εκτελούνται πιο γρήγορα και αποτελεσματικά από ό,τι διαφορετικά.
Οι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων ξεκίνησαν το 1996, με τον επεξεργαστή IBM Power4 να τρέχει δύο πυρήνες σε ένα μόνο τσιπ, κάτι που ήταν επαναστατικό για την εποχή. Ωστόσο, η υποστήριξη λογισμικού για αυτή τη νέα καινοτομία δεν εμφανίστηκε αμέσως. Ωστόσο, ξεκινώντας με τα Windows XP το 2001, τα Windows άρχισαν να υποστηρίζουν λειτουργίες πολλαπλών πυρήνων και πολλοί προγραμματιστές εφαρμογών ακολούθησαν το παράδειγμά τους. Ως αποτέλεσμα, σχεδόν οποιοδήποτε λογισμικό έντασης πόρων που χρησιμοποιείτε σήμερα θα αξιοποιήσει πλήρως τη δύναμη του πολυπύρηνου επεξεργαστή που είναι σχεδόν βέβαιο ότι λειτουργεί κάτω από την κουκούλα.
(Ρίξτε μια ματιά σε αυτό το λεπτομερές άρθρο σχετικά με την επεξεργασία πολλαπλών πυρήνων για περισσότερες πληροφορίες. Εάν κατασκευάζετε ή αγοράζετε έναν νέο υπολογιστή, τότε μια ανασκόπηση αυτού του άρθρου σχετικά με το τι πρέπει να αναζητήσετε σε μια CPU μπορεί επίσης να είναι χρήσιμη. Και αν είστε ενδιαφέρεστε για την ιστορία των επεξεργαστών, φυσικά σας έχουμε καλύψει!)
Ενεργοποίηση πυρήνων CPU στα Windows
Μια ερώτηση που μας κάνουν συνήθως στο TechJunkie είναι αν χρειάζεται να κάνετε κάτι για να χρησιμοποιήσετε πλήρως τους επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων στον υπολογιστή σας. Η απάντηση είναι ότι εξαρτάται πραγματικά από την έκδοση των Windows που χρησιμοποιείτε. Για παλαιότερες εκδόσεις των Windows, όπως τα Windows XP, ίσως χρειαστεί να αλλάξετε μια ρύθμιση συστήματος στο BIOS σας, προκειμένου να λειτουργήσει η λειτουργικότητα πολλαπλών πυρήνων. Ωστόσο, σε οποιαδήποτε νεότερη έκδοση των Windows, η υποστήριξη πολλαπλών πυρήνων ενεργοποιείται αυτόματα. μπορείτε να προσαρμόσετε τις ρυθμίσεις σας ώστε να χρησιμοποιείτε λιγότερους πυρήνες εάν είναι απαραίτητο για να διορθώσετε έναν λόγο συμβατότητας λογισμικού, αλλά αυτό είναι εξαιρετικά σπάνιο.
Βασικές ρυθμίσεις στα Windows 10
Εάν χρησιμοποιείτε Windows 10, όλοι οι πυρήνες του επεξεργαστή σας θα χρησιμοποιηθούν πλήρως από προεπιλογή, εάν το BIOS/UEFI έχει ρυθμιστεί σωστά. Η μόνη φορά που θα χρησιμοποιούσατε αυτή την τεχνική είναι να περιορίσετε τους πυρήνες, είτε για λόγους συμβατότητας λογισμικού είτε για άλλους λόγους.
- Πληκτρολογήστε «msconfig» στο πλαίσιο αναζήτησης των Windows και πατήστε Enter.
- Επιλέξτε την καρτέλα Εκκίνηση και μετά Επιλογές για προχωρημένους.
- Επιλέξτε το πλαίσιο δίπλα στην επιλογή Αριθμός επεξεργαστών και επιλέξτε τον αριθμό των πυρήνων που θέλετε να χρησιμοποιήσετε (πιθανώς 1, εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα συμβατότητας) από το μενού.
- Επιλέξτε ΟΚ και μετά Εφαρμογή.
Εάν χρησιμοποιείτε Windows 10, το πλαίσιο δίπλα στο "Αριθμός επεξεργαστών" κανονικά δεν θα είναι επιλεγμένο. Αυτό συμβαίνει επειδή τα Windows είναι ρυθμισμένα να χρησιμοποιούν όλους τους πυρήνες κάθε φορά που ένα πρόγραμμα έχει τη δυνατότητα να τους χρησιμοποιήσει.
Βασικές ρυθμίσεις στα Windows Vista, 7 και 8
Στα Windows Vista, 7 και 8, η πρόσβαση στη ρύθμιση πολλαπλών πυρήνων γίνεται μέσω της ίδιας διαδικασίας msconfig όπως περιγράφεται παραπάνω για τα Windows 10. Είναι επίσης δυνατό στα Windows 7 και 8 να ορίσετε τη συνάφεια του επεξεργαστή, δηλαδή να πείτε στο λειτουργικό σύστημα να χρησιμοποιήστε έναν συγκεκριμένο πυρήνα για ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα. Αυτό ήταν χρήσιμο για πολλά πράγματα. θα μπορούσατε να ρυθμίσετε ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα να εκτελείται πάντα σε έναν πυρήνα, έτσι ώστε να μην παρεμβαίνει σε άλλες λειτουργίες του συστήματος ή μπορείτε να ορίσετε ένα πρόγραμμα που δυσκολευόταν να εκτελείται σε οποιονδήποτε πυρήνα εκτός από τον πρώτο λογικό πυρήνα, ώστε να χρησιμοποιεί τον πυρήνα όπου εκτελείται καλύτερος.
Δεν είναι απολύτως απαραίτητο να ορίσετε βασικές συνάφειες στα Windows 7 ή 8, αλλά αν θέλετε είναι απλό.
- Επιλέξτε Ctrl + Shift + Esc για να εμφανιστεί η Διαχείριση εργασιών.
- Κάντε δεξί κλικ στο πρόγραμμα του οποίου η βασική χρήση θέλετε να τροποποιήσετε και επιλέξτε Λεπτομέρειες.
- Επιλέξτε ξανά αυτό το πρόγραμμα στο παράθυρο Λεπτομέρειες.
- Κάντε δεξί κλικ και επιλέξτε Ορισμός συνάφειας.
- Επιλέξτε έναν ή περισσότερους πυρήνες και επιλέξτε το πλαίσιο για επιλογή, καταργήστε την επιλογή για αποεπιλογή.
Μπορεί να παρατηρήσετε ότι παρατίθενται διπλάσιοι πυρήνες από αυτούς που έχετε. Για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιείτε επεξεργαστή Intel i7 με 4 πυρήνες, θα έχετε 8 στη λίστα στο παράθυρο Affinity. Αυτό συμβαίνει επειδή το hyperthreading διπλασιάζει αποτελεσματικά τους πυρήνες σας, με τέσσερις πραγματικούς και τέσσερις εικονικούς. Αν θέλετε να μάθετε πόσους φυσικούς πυρήνες έχει ο επεξεργαστής σας δοκιμάστε αυτό:
- Επιλέξτε Ctrl + Shift + Esc για να εμφανιστεί η Διαχείριση εργασιών.
- Επιλέξτε Performance και επισημάνετε CPU.
- Ελέγξτε την κάτω δεξιά πλευρά του πίνακα κάτω από τους πυρήνες.
Υπάρχει ένα χρήσιμο αρχείο δέσμης που μπορείτε να δημιουργήσετε το οποίο μπορεί να επιβάλει τη συγγένεια του επεξεργαστή για συγκεκριμένα προγράμματα. Δεν χρειάζεται να το χρησιμοποιήσετε, αλλά αν το κάνετε…
- Ανοίξτε το Σημειωματάριο ή το Σημειωματάριο++.
- Πληκτρολογήστε "Start /affinity 1 PROGRAM.exe". Πληκτρολογήστε χωρίς εισαγωγικά και αλλάξτε το PROGRAM στο όνομα του συγκεκριμένου προγράμματος που προσπαθείτε να ελέγξετε.
- Αποθηκεύστε το αρχείο με ένα ουσιαστικό όνομα και προσθέστε ".bat" στο τέλος. Αυτό το δημιουργεί ως αρχείο δέσμης.
- Αποθηκεύστε το στη θέση εγκατάστασης του προγράμματος που καθορίσατε στο Βήμα 2.
- Εκτελέστε το αρχείο Batch που μόλις δημιουργήσατε για να ξεκινήσετε το πρόγραμμα.
Όπου βλέπετε τη "συγγένεια 1", αυτό λέει στα Windows να χρησιμοποιούν CPU0. Μπορείτε να το αλλάξετε αυτό ανάλογα με τον αριθμό των πυρήνων που έχετε - «συγγένεια 3» για CPU1 και ούτω καθεξής. Αυτή η σελίδα στον ιστότοπο του Microsoft Developer έχει μια πλήρη λίστα συναφών.
Πρέπει να ενεργοποιήσω όλους τους πυρήνες στα Windows 10;
Υπάρχει στην πραγματικότητα κάποιο επιχείρημα σχετικά με αυτό, αν και υπάρχει μια αρκετά ισχυρή συναίνεση μεταξύ των ειδικών ότι πρέπει να χρησιμοποιήσετε όλους τους πυρήνες σας. Υπάρχουν ουσιαστικά δύο σημεία στα οποία χτύπησαν οι αντικόρερ. Το ένα είναι ότι η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας από φορητούς υπολογιστές και υπολογιστές θα μείωνε τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας αλλού. Το άλλο επιχείρημα είναι λίγο πιο λογικό και έχει να κάνει με τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας του φορητού υπολογιστή. Θα εξετάσω και τα δύο αυτά επιχειρήματα.
Η γωνία κατανάλωσης ενέργειας είναι αρκετά δύσκολο να πιστωθεί. Η πραγματικότητα είναι ότι η κατανάλωση ενέργειας ενός σύγχρονου Η/Υ μπορεί να είναι υψηλή σε περιόδους ριπής. Αλλά είναι επίσης αλήθεια ότι αυτές οι εκρήξεις δύναμης εξακολουθούν να μην χρησιμοποιούν τόσο πολύ χυμό. Ακόμη και στην κορυφαία κατανάλωση ενέργειας, ένας Core i7 (επί του παρόντος ο νικητής του διαγωνισμού power hog μεταξύ των mainstream CPU) χρησιμοποιεί μόνο 130 Watt. Συγκρίνετε αυτό με ένα ψυγείο στα 250 watt. μια μονάδα AC παραθύρου στα 1400, και κεντρικός αέρας στα 3500 watt. Εάν θέλετε να εξοικονομήσετε ενέργεια, χαμηλώστε το AC και αφήστε τον υπολογιστή σας να λειτουργεί σε πλήρη λειτουργία.
Το επιχείρημα για τη μείωση της χρήσης του πυρήνα προκειμένου να εξοικονομηθεί η διάρκεια ζωής της μπαταρίας του φορητού υπολογιστή (λιγότερη ενέργεια που χρησιμοποιείται = λιγότεροι κύκλοι φόρτισης = ότι το Macbook διαρκεί μερικά χρόνια περισσότερο) έχει κάποια επιφανειακή ελκυστικότητα. Θα παραδεχτώ ότι δεδομένου του κόστους ενός φορητού υπολογιστή υψηλής τεχνολογίας, μπορεί να έχει νόημα να κουκουλώσετε το μηχάνημα απενεργοποιώντας ορισμένους πυρήνες. Ωστόσο, αυτός ο στόχος μπορεί να επιτευχθεί πολύ πιο αποτελεσματικά και πιο βολικά κάνοντας λίγο underclocking της CPU. Υπερχρονισμός σημαίνει ρύθμιση του ρολογιού του μηχανήματος να λειτουργεί πιο αργά από το κανονικό, κάτι που με τη σειρά του θα μειώσει την απόδοση και θα μειώσει δραστικά την αποστράγγιση των μπαταριών. Οι πυρήνες, όταν δεν χρησιμοποιούνται, απλώς δεν καίνε πολλή ισχύ, οπότε η εξοικονόμηση θα είναι ελάχιστη. Ο υποχρονισμός της CPU μειώνει άμεσα τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας σε όλο το μηχάνημα και μπορεί πραγματικά να επιτύχει τον στόχο της μεγαλύτερης διάρκειας ζωής του φορητού υπολογιστή.
Ο επεξεργαστής είναι το πιο σημαντικό μέρος του υπολογιστή σας, επομένως είναι λογικό να θέλετε να ωθήσετε όλους τους πυρήνες στα όριά τους. Φυσικά, εάν εξακολουθείτε να δυσκολεύεστε να ωθήσετε τη συσκευή σας στο επίπεδο απόδοσης που θέλετε, μπορείτε να εξετάσετε το ενδεχόμενο να αναβαθμίσετε τον επεξεργαστή σας (αν έχετε επιτραπέζιο υπολογιστή) ή να αναζητήσετε έναν νέο φορητό υπολογιστή με αιχμή σκεύη, εξαρτήματα. Ή, αν προτιμάτε να επιχειρήσετε να κάνετε τα Windows 10 ακόμα πιο γρήγορα στο τρέχον υλικό σας, ανατρέξτε στον οριστικό οδηγό μας εδώ.