A többmagos processzorok működése

Gyakran vásárláskor a számítógépekbe, laptopokba, vagy a különféle eszközökbe a beépített processzorok magjainak száma kerül a vásárló döntésének a középpontjába, megakadályozva a gyors és hatékony döntést. Legtöbbször azon az elven választva, hogy több mag nagyobb teljesítményt jelent. De vajon ez minden esetben igaz? A továbbiakban erre a kérdésre próbálunk átfogó választ adni.

A többmagos korszak kezdete…

Az Intel 2002-ben dobta piacra a Pentium 4 HT processzort Hyper-Threading technológiával. Bár maga a processzor még mindig egyetlen maggal rendelkezett, sikerült „becsapni” az operációs rendszert, hogy 2 logikai magot lásson, és szálakkal végezte el a feladatait. Bár ez a processzor egyetlen maggal rendelkezett, gyakorlatilag ez volt az első olyan processzor, amely egyszerre 2 számítást tudott párhuzamosan elvégezni.

Manapság már a hiper-threading csak egy bónusz, mivel mind az Intel, mind az AMD elkezdett arra összpontosítani, hogy több valódi fizikai maggal rendelkező processzorokat állítson elő. Eleinte a kétmagos processzorok jelentek meg, de ma már egyáltalán nem ritkák a 4 vagy akár 8 magos processzorok, és akár 28 fizikai magos processzorok is kaphatók – természetesen ezeket nem személyi jellegű számítógépekbe, hanem szerverekbe szánják a fejlesztők.

Hogyan működik?

A processzorok a számítógépek és eszközök központi egységei, amelyek feladata a programok futtatásához szükséges számítások elvégzése. A múltban egy processzor egyetlen maggal egyszerre csak egy feladat elvégzésére volt képes. Idővel azonban ezek túl lassúvá váltak, ezért többmagos processzorokat kellett kifejleszteni.

A többmagos processzorok a párhuzamosítás elve alapján működnek!

Más szóval, megoszthatják a feladatokat, majd párhuzamosan megoldhatják azokat. Így könnyen megállapíthatjuk, hogy minél több magot tartalmaz egy processzor, annál nagyobb teljesítményű lesz. Sajnos azonban a valóságban sok olyan feladat és különböző összetettségű alkalmazás létezik, amelyet nem lehet szétválasztani.

Melyek ezek?

Például a videószerkesztő alkalmazások, meteorológiai alkalmazások stb. esetében, ahol sok numerikus adatot dolgoznak fel, a párhuzamosítás könnyen megvalósítható, így több processzormag maximális hatékonysággal használható. Számos olyan eset van azonban, amikor a feladatokat nem lehet párhuzamosítani, az egyik legfontosabb kategória a játékok.

Mivel az esetek túlnyomó többségében a videokártya csak a kép megjelenítésével foglalkozik, a processzornak kell a többi feladattal foglalkoznia: mesterséges intelligencia, játékosok bevitele, vagy a videokártyának megmondani, hogy mit adjon ki a monitorokra.

A feladatok összetettsége miatt, mint például a mesterséges intelligencia és a „játéklogika” más formáinak feldolgozása, valamint az a tény, hogy ezeknek a kódutasításoknak egy bizonyos sorrendben vagy a játékosok inputjainak megfelelően kell történniük, nagyon nehéz, ha lehetetlen a feladatok párhuzamosítása.

Ráadásul sok játékot egy adott platformra, egy meglévő játékmotorra fejlesztenek, és nem a nulláról kezdik a fejlesztését, így a fejlesztők számára szinte lehetetlen a feladatok felosztása és a kód optimalizálása úgy, hogy az több magon is hatékony legyen.

Bár vannak olyan játékok, amelyek óriási CPU számítási teljesítményt igényelnek, ezek nem igényelnek minden magot egyszerre (vagy csak minimális mértékben). Pontosan a fent említett okokból kifolyólag a 4 magos CPU arhisufficent játékhoz. Ugyanakkor sokkal költséghatékonyabb a magok egyéni feldolgozási teljesítményére, azaz a játékot befolyásoló egyéb komponensekre összpontosítani, mint a lehető legtöbb magra.

Ennek oka, hogy a kiegyensúlyozott konfiguráció sokkal jobb ár/teljesítmény arányt biztosít a felhasználók számára, mint egy kiegyensúlyozatlan, túl sok magot tartalmazó rendszer. Számítógép, laptop vásárlás esetén érdemes észben tartanod ezeket!