Было много недоразумений по поводу того, в чем разница между ядрами и потоками. Прежде чем переходить к ядрам ЦП против потоков, вам необходимо понять, что такое одноядерный, многоядерный, поток, многопоточность и зачем они нам нужны. Многие компьютерные энтузиасты хотят понять, что важнее для мощного процессора: количество ядер или потоков. Эта статья направлена на то, чтобы пролить свет на однопоточность и многопоточность, одноядерность и многоядерность, а также угрозы и ядра.
Одноядерный против многоядерного процессора
Во-первых, нам нужно прояснить разницу между одноядерным процессором и многоядерным процессором? Проще говоря, одноядерный процессор сможет обрабатывать только одну программу за раз. Однако, когда вы запускаете несколько программ одновременно, то одноядерный процессор разделит все программы на небольшие части и одновременно будет выполняться с квантованием времени, как вы можете видеть на приведенном ниже рисунке.
Выполнение процесса: одноядерный процессор
Производительность ЦП будет зависеть от количества ядер на машине и скорости, с которой отдельные ядра могут выполнять инструкции. Таким образом, если ваш веб-сайт загружается медленно и у вас одноядерный процессор, возможно, стоит приобрести выделенный сервер с многоядерным процессором или обновить тарифный план хостинга. В настоящее время этот тип процессоров используется редко, потому что нам нужна высокая вычислительная мощность для решения наших проблем в кратчайшие сроки.
В отличие от одноядерной обработки, это способ, которым вычислительные задачи делятся на части, а многоядерный процессор (несколько ядер ЦП) выполняет каждую подзадачу одновременно, как вы можете видеть на рисунке ниже:
Выполнение процесса: многоядерный процессор
Это также известно как параллельное выполнение, потому что все подзадачи выполняются параллельно, и это то, сколько задач может быть обработано одновременно. Все современные процессоры, используемые в коммерческих целях, должны иметь многоядерные процессоры, чтобы выполнять задачи в более короткие сроки.
Поток против многопоточности
Поток – это единый последовательный поток управления в программе, который позволяет выполнять несколько действий в рамках одного процесса. Однако однопоточные процессы основаны на выполнении программ (или инструкций) в одной последовательности. Проще говоря, один поток похож на одну команду, которая выполняется за раз.
Большинство производителей процессоров используют метод одновременной многопоточности (SMT), чтобы гарантировать, что один процессор может запускать несколько потоков. Многопоточность похожа на многозадачность, при которой одновременно выполняется несколько потоков, а возможность многопоточности управляет многочисленными запросами одного и того же пользователя без открытия нескольких копий программ, запущенных на компьютере.
Пользовательские потоки против потоков ядра
Потоки пользовательского уровня – это потоки на стороне пользователя, которые обрабатываются как однопоточный процесс, поскольку ядро не знает об этих типах потоков. Эти потоки намного быстрее, чем потоки уровня ядра, потому что не требует синхронизации ядра.
Потоки уровня ядра управляются операционной системой напрямую, и в области приложения нет кода управления потоками. Любое приложение можно запланировать многопоточным, и ядро выполняет его планирование на поточной основе. По сравнению с потоками пользовательского уровня, эти потоки медленнее создаются и управляются.
Ядро против потоков
Вопрос о том, что более эффективно – потоки или ядра – определяется путем измерения производительности процессора. Вы можете протестировать оба метода самостоятельно, запустив одну и ту же программу (ту, которая использует и потоки, и ядра) на каждом типе ЦП, который у вас есть на вашем компьютере. Конечно, программы, использующие оба метода, должны совместно использовать ресурсы ЦП. Если у вас есть ЦП настольного компьютера и ноутбук, вы можете обнаружить, что ЦП ноутбука будет работать лучше, чем ЦП настольного компьютера из-за большего количества ядер. Однако при тестировании пользовательского приложения на двухъядерном ЦП вы заметите разницу в производительности между двумя машинами.
| Параметры | Основной | Потоки |
|---|---|---|
| Определение | Ядро ЦП – это физический аппаратный компонент. | Поток – это виртуальный компонент, который используется для управления задачами. |
| Процесс | ЦП обращается ко второму потоку только в том случае, если информация, отправленная первым потоком, ненадежна. | Несколько вариантов взаимодействия ЦП с несколькими потоками. |
| Развертывание | Это может быть достигнуто с помощью операции чередования. | Выполняется за счет использования нескольких процессоров ЦП |
| Выгода | ЦП увеличивает объем работы, выполняемой за раз. | Потоки минимизируют затраты на развертывание и увеличивают количество откликов графического интерфейса. |
| Использовать | Он использует переключение контента. | Потоки используют несколько процессоров для управления различными процессами. |
| Блоки обработки | Для правильной работы требуется один процессор. | Для выполнения любой задачи требуется несколько процессоров. |
| Ограничения | Потребляйте больше энергии при увеличении нагрузки | В случае одновременного выполнения нескольких процессов мы можем ощутить координацию между ОС, ядром и потоками. |
| Пример | Он может выполнять несколько приложений одновременно. | Запуск поисковых роботов в кластере. |
Заключительные слова
Если вы планируете в ближайшее время купить выделенную машину, возможно, вам стоит подумать о компромиссе между потоками и ядрами или потоками. Конечно, вы хотели бы получить что-то более эффективное с учетом объема данных и трафика веб-сайтов, которые вы планируете разместить на выделенном сервере.
Вы можете обнаружить, что приложение, использующее большое количество ядер, может одновременно выполнять несколько задач без каких-либо зависаний или задержек. Но предположим, что используемая система предназначена для очень простых приложений или однопоточных приложений. В этом случае желательно, чтобы вы выбрали более простой аппаратный компонент более низкого уровня для достижения лучших результатов.