โปรเซสเซอร์หลักหลายตัว: ดีกว่าเสมอ?

โปรเซสเซอร์หลายตัวมีมาให้ในเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลมาแล้วกว่าทศวรรษแล้ว เหตุผลก็คือ โปรเซสเซอร์ ได้รับการตีข้อ จำกัด ทางกายภาพในแง่ของความเร็วนาฬิกาของพวกเขาและวิธีการอย่างมีประสิทธิภาพที่พวกเขาสามารถระบายความร้อนและยังคงรักษาความถูกต้อง ผู้ผลิตหลีกเลี่ยงปัญหาเกี่ยวกับความเร็วนาฬิกาด้วยการเพิ่มจำนวนข้อมูลที่สามารถจัดการโดย CPU ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อตอนเริ่มแรกมีการเปิดตัวเพียงแค่ 2 คอร์ในซีพียูตัวเดียว แต่ตอนนี้มีตัวเลือกสำหรับสี่หกและแปดตัว นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยี Hyper-Threading ของ Intel ซึ่งเพิ่มความเป็นเสมือนแกนสองเท่าที่ ระบบปฏิบัติการ เห็น การมีแกนสองตัวในโปรเซสเซอร์ตัวเดียวมีผลประโยชน์ที่เป็นรูปธรรมเสมอเนื่องด้วยลักษณะการทำงานมัลติทาสกิ้งของระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ เพราะคุณอาจเรียกดูเว็บหรือพิมพ์รายงานขณะที่โปรแกรมป้องกันไวรัสทำงานในเบื้องหลัง คำถามที่แท้จริงสำหรับหลาย ๆ คนอาจจะเป็นถ้ามีมากกว่าสองข้อดีจริงๆและถ้าเป็นเช่นนั้นกี่คน?

Threading

ก่อนที่จะเข้าสู่ข้อดีและข้อเสียของแกนตัวประมวลผลหลายตัวเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องทำความเข้าใจแนวคิดของเธรด เธรดเป็นเพียงข้อมูลเดียวจากโปรแกรมผ่านโปรเซสเซอร์ในพีซี แต่ละแอ็พพลิเคชันสร้างเธรดของตนเองหรือหลายรายการขึ้นอยู่กับว่ามันกำลังทำงานอยู่ ด้วยมัลติทาสกิ้งโปรเซสเซอร์ตัวเดียวสามารถจัดการเธรดเดี่ยวได้ในเวลาเดียวดังนั้นระบบจึงสลับระหว่างเธรดเพื่อประมวลผลข้อมูลในลักษณะที่ดูเหมือนกัน

ประโยชน์ของการมีหลายแกนก็คือระบบสามารถจัดการได้มากกว่าหนึ่งเธรด แกนหลักแต่ละตัวสามารถจัดการกับข้อมูลที่แยกกันได้ วิธีนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบที่รันแอ็พพลิเคชันพร้อมกัน เนื่องจากเซิร์ฟเวอร์มีแนวโน้มที่จะใช้แอพพลิเคชันหลายตัวในเวลาที่กำหนด แต่เดิมมีการพัฒนาขึ้น แต่เนื่องจากคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลมีความซับซ้อนและมีการทำงานหลายอย่างมากขึ้นพวกเขาก็มีประโยชน์จากการมีแกนพิเศษ

ขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์

แม้ว่าแนวคิดของโปรเซสเซอร์หลายตัวจะฟังดูน่าสนใจ แต่ก็มีข้อแม้สำคัญประการหนึ่งต่อความสามารถนี้ เพื่อประโยชน์ที่แท้จริงของโปรเซสเซอร์หลายตัวให้มองเห็นซอฟต์แวร์ที่รันอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์ต้องเขียนขึ้นเพื่อสนับสนุนการทำงานแบบหลายเธรด หากไม่มีซอฟต์แวร์ที่สนับสนุนคุณสมบัติดังกล่าวเธรดจะถูกเรียกใช้งานผ่านแกนเดี่ยวซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพลดลง อย่างไรก็ตามหากสามารถทำงานบน โปรเซสเซอร์ Quad-Core ได้เพียงตัว เดียวอาจทำงานได้เร็วกว่าในโปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์ที่มีความเร็วในการทำงานของฐานนาฬิกาสูงกว่า

โชคดีที่ระบบปฏิบัติการหลัก ๆ ในปัจจุบันมีความสามารถในการรับส่งข้อมูลแบบมัลติเธรด แต่การเขียนแบบมัลติเธรดจะต้องมีการเขียนลงในซอฟต์แวร์แอ็พพลิเคชัน การสนับสนุนแบบมัลติเธรดในซอฟต์แวร์สำหรับผู้บริโภคได้รับการปรับปรุงอย่างมาก แต่สำหรับโปรแกรมที่เรียบง่ายหลายโปรแกรมการสนับสนุนมัลติเธรดจะยังไม่ได้รับการดำเนินการเนื่องจากความซับซ้อน ตัวอย่างเช่นโปรแกรมอีเมลหรือเว็บเบราเซอร์ไม่น่าจะเห็นประโยชน์มากมายที่จะเป็นแบบมัลติเธรดเช่นว่ากราฟิกหรือโปรแกรมตัดต่อวิดีโอที่มีการคำนวณที่ซับซ้อนโดยคอมพิวเตอร์

ตัวอย่างที่ดีในการอธิบายเรื่องนี้คือการดูเกมคอมพิวเตอร์ทั่วไป เกมส่วนใหญ่ต้องการรูปแบบการแสดงผลเครื่องยนต์เพื่อแสดงสิ่งที่เกิดขึ้นในเกม นอกจากนี้ยังมีปัญญาประดิษฐ์เพื่อควบคุมกิจกรรมและตัวละครในเกม ด้วยแกนเดี่ยวทั้งสองอย่างนี้ต้องทำงานโดยการสลับระหว่างสอง นี้ไม่จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพ ถ้าระบบมีโปรเซสเซอร์หลายตัวการแสดงผลและ AI สามารถทำงานบนแกนแยกต่างหาก ดูเหมือนสถานการณ์ที่เหมาะสำหรับโปรเซสเซอร์หลายแกน

นี่คือตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของวิธีการหลายเธรดสามารถเป็นประโยชน์ต่อโปรแกรม แต่ในตัวอย่างเดียวกันนั้นตัวประมวลผลสี่คอร์จะดีกว่าสองตัว? นี่เป็นคำถามที่ยากมากที่จะตอบได้เนื่องจากซอฟต์แวร์นี้ต้องพึ่งพาซอฟต์แวร์มาก ตัวอย่างเช่นเกมจำนวนมากยังมีประสิทธิภาพแตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างสองและสี่แกน ไม่มีเกมที่เห็นประโยชน์ที่เป็นรูปธรรมจากแกนประมวลผลสี่ตัว จะกลับไปที่อีเมลหรือตัวอย่างการท่องเว็บแม้ quad core จะไม่มีประโยชน์จริง ในทางกลับกันโปรแกรมเข้ารหัสวิดีโอที่แปลงรหัสวิดีโอมักจะเห็นประโยชน์อย่างมากเนื่องจากการแสดงผลเฟรมเดี่ยวสามารถส่งผ่านไปยังแกนที่ต่างกันและเรียงกันเป็นสตรีมเดียวโดยซอฟต์แวร์ ดังนั้นมีแปดแกนจะเป็นประโยชน์มากขึ้นกว่าที่มีสี่

ความเร็วสัญญาณนาฬิกา

สิ่งหนึ่งที่กล่าวสั้น ๆ คือความเร็วนาฬิกา คนส่วนใหญ่ยังคงคุ้นเคยกับข้อเท็จจริงที่ว่ายิ่งความเร็วของนาฬิกาสูงเท่าไหร่ประมวลผลจะเร็วขึ้น ความเร็วของนาฬิกากลายเป็นเรื่องที่คลุมเครือมากขึ้นเมื่อคุณมีส่วนเกี่ยวข้องกับแกนหลายตัว ซึ่งเกี่ยวข้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าโปรเซสเซอร์สามารถประมวลผลข้อมูลหลาย ๆ ข้อมูลได้เนื่องจากมีแกนพิเศษ แต่แกนเหล่านี้จะทำงานที่ความเร็วต่ำเนื่องจากข้อ จำกัด ด้านความร้อน

ตัวอย่างเช่น โปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์ อาจมีความเร็วนาฬิกาพื้นฐานที่ 3.5 GHz สำหรับแต่ละโปรเซสเซอร์ในขณะที่โปรเซสเซอร์ Quad-Core สามารถทำงานได้ที่ 3.0GHz เท่านั้น เพียงแค่มองไปที่แกนเดียวในแต่ละโปรเซสเซอร์แบบ dual-core จะสามารถเร็วกว่า quad-core ประมาณ 14 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นถ้าคุณมีโปรแกรมที่เป็นแบบเธรดเดียวโพรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์จะดีกว่าจริง จากนั้นอีกครั้งถ้าคุณมีบางอย่างที่สามารถใช้โปรเซสเซอร์ทั้งสี่ตัวเช่นการแปลงรหัสวิดีโอโปรเซสเซอร์ Quad-Core จะมีความเร็วมากกว่าโปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์ประมาณร้อยละเจ็ดสิบ

ดังนั้นสิ่งนี้หมายความว่าอย่างไร? ดีคุณต้องดูอย่างใกล้ชิดกับโปรเซสเซอร์และซอฟต์แวร์เพื่อให้ทราบว่าจะมีประสิทธิภาพโดยรวมอย่างไร โดยทั่วไปตัวประมวลผลหลายคอร์เป็นทางเลือกที่ดีกว่า แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าคุณจะมีประสิทธิภาพโดยรวมดีขึ้น

สรุปผลการวิจัย

ส่วนใหญ่การประมวลผลคอร์นับเป็นสิ่งที่ดี แต่เป็นเรื่องที่ซับซ้อนมาก ส่วนใหญ่แล้วโปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์หรือโปรเซสเซอร์ quad core จะมีมากกว่าพลังเพียงพอสำหรับผู้ใช้คอมพิวเตอร์ขั้นพื้นฐาน ผู้บริโภคส่วนใหญ่จะมองเห็นประโยชน์ที่เป็นรูปธรรมจากการไปไกลเกินกว่าแกนประมวลผลสี่ตัวเนื่องจากมีซอฟต์แวร์จำนวนน้อยที่สามารถใช้ประโยชน์ได้ คนเพียงคนเดียวที่ควรพิจารณาตัวประมวลผลหลักที่นับจำนวนมากเช่นงานตัดต่อวิดีโอเดสก์ท็อปหรือวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน ด้วยเหตุนี้เราขอแนะนำให้ผู้อ่านตรวจสอบ ว่าพีซีของฉันต้องการอย่างรวดเร็วเพียงใด? เพื่อให้ทราบถึงประเภทของโปรเซสเซอร์ที่เหมาะกับความต้องการด้านคอมพิวเตอร์ของตนมากที่สุด