История развития центральных процессоров довольно интересна. Если
проследить за ней с появления первых настольных компьютеров, то
становится очевидно, что основным двигателем производительности было
повышение тактовой частоты. Но всё в природе имеет придел. С
увеличением частоты тепловыделение процессоров нелинейно растёт, что в
конечном итоге приводит к слишком высоким значениям. Не помогает даже
использование более тонких технических процессов при создании
транзисторов.
Выход нашли в использовании нескольких ядер в одном кристалле, такой
процессор «2 в 1». Их появление на рынке десктопов вызвало большие
споры. Нужны ли нам многоядерные процессоры? Сейчас уже можно ответить
с уверенностью: нужны. В ближайшие годы просто невозможно представить
прогрессивного пути развития этой отрасли без использования нескольких
ядер.
Так чем же лучше многоядерные процессоры? Многоядерность сродни
использованию нескольких отдельных процессоров в одном компьютере.
Только находятся они в одном кристалле и не полностью независимы
(например, использование общей кэш-памяти). При использовании уже
имеющегося программного обеспечения, созданного для работы только с
одним ядром, это даёт определённый плюс. Так, можно запустить
одновременно две ресурсоёмкие задачи без какого-либо дискомфорта. А вот
ускорение одного процесса – задача для таких систем непосильная. Таким
образом, мы получаем практически тот же самый одноядерный процессор с
небольшим бонусом в виде возможности использования нескольких
требовательных программ одновременно.
|
|
На изображении процессора видны парные структуры – свидетельство наличия двух ядер
|
Выход из данной ситуации очевиден – разработка нового поколения ПО,
способного задействовать несколько ядер одновременно. Этот процесс
можно назвать распараллеливанием процессов. На деле всё оказалось
довольно сложно.
Некоторые задачи довольно легко распараллелить. К ним, например,
относится кодирование аудио и видео. В его основе лежит набор
однотипных потоков, так что заставить их выполняться одновременно –
довольно простая задача. Выигрыш многоядерных процессоров в задачах
кодирования перед одноядерными аналогами пропорционален количеству этих
самых ядер: два ядра – вдвое быстрее, четыре – в четыре раза и так
далее. Но подавляющую часть задач распараллелить намного сложнее. В
большинстве случаев требуется кардинальная переработка программного
кода.
Несколько раз из уст представителей довольно серьёзных компьютерных
компаний звучали радостные слова об удачной разработке многоядерных
процессоров нового поколения, способных самостоятельно раскладывать
один поток на несколько независимых. Но до сих пор не было
продемонстрировано ни одного рабочего образца подобного чуда.
А пока действительные шаги на пути к повсеместному использованию
многоядерных процессоров довольно незамысловаты и очевидны. Первым
является само создание и совершенствование этих процессоров, снижение
ценовых рамок. Так, в среднем сегменте обоих мировых компьютерных
гигантов – Intel и AMD – можно найти достаточно широкое разнообразие
двухъядерных процессоров. Уже в следующем году в класс mainstream
переберутся решения с четырьмя ядрами. А вот второй шаг на пути к
пользователю делают сами разработчики программного обеспечения. Многие
современные игры уже обзавелись поддержкой двух ядер. Самым
требовательным из них практически необходим двухъядерный процессор для
обеспечения оптимальной производительности.
Если окинуть взглядом прилавки компьютерных магазинов и немного
проанализировать, то общая картина отнюдь не столь плоха.
Производителям процессоров удалось достичь довольно высокого уровня
выхода годных кристаллов. На ценообразовании это отражается следующим
образом: увеличение числа ядер вдвое зачастую не ведёт к двойному
повышению стоимости. Хотя это вполне логично: производительность в
среднем возрастает тоже далеко не в два раза.
Подводя первую часть статьи к завершению, стоит отметить, что сколь
бы ни был тернист путь к многоядерности, альтернативы ему в обозримом
будущем попросту нет. Нам, как обычным потребителям, остаётся только
своевременно апгрейдить свой компьютер, из раза в раз увеличивая число
встроенных процессорных ядер, выводя тем самым общую производительность
на новый уровень.
| 
