Un procesor cu mai multe nuclee sau de o frecvență mai mare? Explicație.

Mai toate calculatoarele moderne sunt dotate cu procesoare cu mai multe nuclee (dual-core, quad-core, octa-core ș.a.), ba chiar mai mult, inclusiv telefoanele inteligente și tabletele au astfel de procesoare. Ce este mai exact un nucleu al procesorului, care este diferența dintre un procesor cu un singur nucleu (single-core) și unul cu mai multe, și cum influențează acest aspect performanța unui sistem?

În acest articol am să tratez toate aceste chestiuni, lucru care te va ajuta în cazul în care ești în situația de a cumpăra un nou calculator, smartphone sau tabletă sau în orice caz, de a întelege mai bine ce sunt și cum funcționează nucleele unui procesor și mai ales, ce contează mai mult, frecvența procesorului sau numărul de nuclee.

Ce reprezintă nucleele procesorului și cum funcționează


Procesorul este unitatea centrală de prelucrare a informațiilor dintr-un sistem de calcul. Acesta este un cip electronic care este compus din sute de milioane sau chiar miliarde de tranzistoare, și are rolul de a coordona întreaga activitate a sistemului.

Un procesor single-core, adică cu un singur nucleu, are o singură unitate de procesare, reprezentând întregul cip al procesorului. Un procesor cu mai multe nuclee este compus din mai multe unități de procesare întegrate într-un același cip, fiecare dintre acestea menite de a lucra împreună sau individual la procesarea datelor.

Viteza de prelucrare a datelor de către un procesor este raportată la frecvența acestuia, deci o frecvență mai mare înseamnă un procesor mai rapid, și prin urmare mai bun, depinzând însă și de alte aspecte, de exemplu de raportul randament-consum, pentru că o frecvență mai mare înseamnă și un consum de energie mai mare.

Determinarea vitezei de prelucrare a datelor a unui procesor single-core este ușor de făcut, fiind chiar frecvența procesorului. Viteza unui procesor cu mai multe nuclee este la fel de simplu de determinat, însă trebuie să se știe că fiecare nucleu are frecvența respectivă. De exemplu, un procesor dual-core de 3GHhz va avea cele două nuclee fiecare cu frecvența 3 Ghz.

Termeni de specialitate folosiți pentru a specifica numărul de nuclee:

- Dual Core: 2 nuclee
- Tri Core: 3 nuclee
- Quad Core: 4 nuclee
- Hexa Core: 6 nuclee
- Octo Core: 8 nuclee
- Deca Core: 10 nuclee

De ce mai multe nuclee și nu doar unul


Puterea de procesare este o proprietate importantă a oricărui calculator sau dispozitiv electronic, iar pentru a putea ține pasul cu starea software-ului, dar și pentru a putea oferii soluții cât mai satisfăcătoare utilizatorilor, aceasta trebuie să crească constant și să devină mai performantă. Cu cât un dispozitiv poate procesa mai repid informații, cu atât acesta va fi mai inteligent și mai util.

Creșterea performanței trebuie să se facă ținând cont și de alte caracteristici ale procesoarelor, precum mărimea și consuml de energie, cel din urmă menționat fiind foarte important mai ales în cazul dispozitivelor portabile gen smartphone, tableta ș.a. Procesoarele cu multiple nuclee pot fi văzute ca o soluție de a raționaliza consumul de energie în raport cu o viteză de procesare a datelor cât mai mare.

Un procesor de 3Ghz single-core va fi de aceași mărime sau mai mare decât un procesor dual-core de 2Ghz și, de asemenea, va consuma mai multă electricitate. Având o dimensiune mai mare și deci o suprafață mai mare de a distribui energie tranzistoarelor componente, un astfel de procesor va degaja și mai multă căldură, ceea ce ar presupune necesitatea unui sistem de răcire mai performant, care la rândul lui va consuma o cantitate mai mare de energie.

Un alt motiv pentru care procesoarele single-core sunt tot mai rar întâlnite este și că acestea au intrat într-un impas de dezvoltare - devine din ce în ce mai greu să se micșoreze distanța între tranzistoare - ceea ce are ca efect creșterea numărului de procesoare drept soluție de mărire a frecvenței generale de procesare.

Pe lângă cauzele menționate anterior, un procesor multi core mai are avantajul că procesoarele pot fi utilizate independent, ceea ce asigură o durată de viață mai mare a procesorului, evitându-se supraîncălzirea. Referitor la partea software, un procesor multi core va deveni mult mai performant în a rula concomitent și separat software sau sisteme de operare, cu alte cuvinte este destinat și optimizat pentru multitasking.

Frecvență mai mare sau un număr mai mare de nuclee


Astea fiind spuse, rămâne tot nelămurirea dacă un sistem cu procesor multi-core este mai bun în raport cu unul single core. De exemplu: este un procesor quad-core de 2 GHz mai performant decât unul dual-core de 2,5 Ghz?

Răspunsul la o astfel de întrebare depinde de modul în care va fi folosit sistemul respectiv. Pentru a putea înțelege mai exact, am să dau un exemplu.

Să zicem că o serie de instrucțiuni vor avea nevoie de 2 minute pentru a se executa pe un procesor single-core de 2Ghz. Aceași serie de instrucțiuni vor avea nevoie tot de 2 minute pentru a se executa pe un singur nucleu al unui procesor dual-core de 2 Ghz.

Cum celălalt nucleu va rămâne liber, acesta poate să fie folosit pentru a executa alte programe fără a interfera în activitatea celuilalt procesor. În funcție de sistemul de operare și de tipul de program ce reprezintă seria de instrucțiuni, există chiar posibilitatea ca o parte din instrucțiuni să fie date spre a fi prelucrate de celalalt nucleu, ceea ce contribuie la scuratea timpului de execuție.

Acesta este un exemplu ideal de comparație, pentru că un procesor cu un număr mai mare de nuclee va fi bineînțeles mai bun decât unul cu mai puține nuclee de aceași frecvență. În realitate, comparația va fi între un număr mai mare de nuclee sau o frecvență mai mare.

Dacă pe calculator se dorește a se executa un singur program sau doar câteva programe, dar care vor avea nevoie de o putere de procesare foarte mare, atunci o frecvență cât mai mare este de dorit. Dacă se dorește să se ruleze un număr mare de aplicații, fiecare dintre acestea neavând nevoie de o frecvență foarte mare, atunci un număr mai mare de nuclee este o soluție avantajoasă.

Pentru utilizatorul obișnuit, ca și pentru majoritatea dezvoltatorilor de tehnologie, soluția ideală este undeva la mijloc, un număr cât mai mare de nuclee, de o frecvență care să corespundă necesității programelor care se doresc a fi utilizate.

Referințe:
www.en.wikipedia.org/wiki/Transistor_count
www.howtogeek.com/194756/cpu-basics-multiple-cpus-cores-and-hyper-threading-explained/
www.en.wikipedia.org/wiki/Multi-core_processor

Tu ce procesor ai la calculator, telefon sau tabletă? Ai sesizat vreodată că acesta nu face față sarcinilor pe care le faci și că un procesor mai performant ar fi necesar, iar dacă dacă da, mai performant în ce sens, ca frecvență sau ca multitasking?

Dacă ți-a placut articolul, distribuie-l mai departe pe rețelele sociale folosind butoanele de mai jos.