Prozessoren mit mehreren Kernen sind seit Ende der 1990er Jahre auf PCs verfügbar. Multi-Core-Designs befassten sich mit dem Problem, dass Prozessoren an ihre physischen Grenzen stoßen, was ihre Taktfrequenz angeht und wie effektiv sie gekühlt werden können und trotzdem die Genauigkeit beibehalten. Durch die Umstellung auf zusätzliche Kerne auf dem einzelnen Prozessorchip konnten Hersteller Probleme mit den Taktraten vermeiden, indem sie die Datenmenge, die von der CPU verarbeitet werden konnte, effektiv multiplizieren.
Als sie ursprünglich veröffentlicht wurden, waren es nur zwei Kerne in einer einzigen CPU, aber jetzt gibt es Optionen für vier, sechs und sogar 10 oder mehr. Zusätzlich zum Hinzufügen von Cores verdoppelt die Hyper-Threading-Technologie von Intel die Cores, die das Betriebssystem sieht.
Zwei Kerne in einem einzigen Prozessor zu haben, hatte dank des Multitasking-Charakters moderner Betriebssysteme immer spürbare Vorteile. Schließlich surfen Sie möglicherweise im Internet oder geben einen Bericht ein, während ein Antivirenprogramm im Hintergrund ausgeführt wird. Die eigentliche Frage für viele Menschen könnte sein, ob mehr als zwei davon wirklich nützlich sind und wenn ja, wie viele?
Einfädeln
EIN Faden ist einfach ein einzelner Datenstrom aus einem Programm, das den Prozessor auf dem Computer durchläuft. Jede Anwendung generiert einen oder mehrere Threads, je nachdem, wie sie ausgeführt wird. Beim Multitasking kann ein Single-Core-Prozessor jeweils nur einen Thread handhaben, sodass das System schnell zwischen den Threads wechselt, um die Daten scheinbar gleichzeitig zu verarbeiten.
Der Vorteil mehrerer Kerne besteht darin, dass das System mehr als einen Thread verarbeiten kann. Jeder Kern kann einen separaten Datenstrom verarbeiten. Diese Architektur erhöht die Leistung eines Systems, auf dem gleichzeitige Anwendungen ausgeführt werden, erheblich. Da Server dazu neigen, viele gleichzeitige Anwendungen zu einem bestimmten Zeitpunkt auszuführen, wurde die Technologie ursprünglich für den Unternehmenskunden entwickelt. Da Personal Computer jedoch komplexer wurden und Multitasking zunahm, profitierten auch sie von zusätzlichen Prozessorkernen.
Software-Abhängigkeit
Das Konzept von Multi-Core-Prozessoren klingt zwar ansprechend, es gibt jedoch einen großen Nachteil dieser Technologie. Um die wahren Vorteile der mehreren Prozessoren erkennen zu können, muss die auf dem Computer ausgeführte Software zur Unterstützung von Multithreading geschrieben werden. Ohne die Software, die eine solche Funktion unterstützt, werden Threads hauptsächlich durch einen einzelnen Kern geführt, wodurch die Effizienz beeinträchtigt wird. Wenn es nur mit einem einzelnen Kern in einem Quad-Core-Prozessor ausgeführt werden kann, ist es möglicherweise tatsächlich schneller, auf einem Dual-Core-Prozessor mit höheren Basistaktraten zu laufen.
Alle gängigen Betriebssysteme unterstützen die Multithreading-Funktion. Das Multithreading muss jedoch auch in die Anwendungssoftware geschrieben werden. Die Unterstützung für Multithreading in Consumer-Software hat sich im Laufe der Jahre verbessert. Für viele einfache Programme ist die Unterstützung für Multithreading jedoch aufgrund der Komplexität des Software-Builds immer noch nicht implementiert. Ein Mail-Programm oder ein Webbrowser sieht zum Beispiel wahrscheinlich nicht sehr große Vorteile für das Multithreading wie ein Grafik- oder Videobearbeitungsprogramm, bei dem der Computer komplexe Berechnungen verarbeitet.
Ein gutes Beispiel für diese Tendenz ist ein typisches Computerspiel. Die meisten Spiele erfordern eine Art Rendering-Engine, um anzuzeigen, was im Spiel passiert. Darüber hinaus kontrolliert eine Art künstliche Intelligenz Ereignisse und Charaktere im Spiel. Bei einem einzigen Kern müssen beide funktionieren, indem sie zwischen den beiden wechseln. Dieser Ansatz ist nicht effizient. Wenn das System über mehrere Prozessoren verfügt, können Rendering und AI jeweils auf einem separaten Kern ausgeführt werden - eine ideale Situation für einen Prozessor mit mehreren Kernen.
Ist 4> 2?
Wenn Sie über zwei Kerne hinausgehen, stellt dies eine konzeptionelle Herausforderung dar, da die Antwort für einen bestimmten Computerkäufer von der Software abhängt, die er normalerweise verwendet. Zum Beispiel bieten viele Spiele immer noch einen kleinen Leistungsunterschied zwischen zwei und vier Kernen. Es gibt im Wesentlichen keine Spiele, bei denen mehr als vier Prozessorkerne greifbare Vorteile bringen.
Auf der anderen Seite wird ein Videocodierungsprogramm, das Video transkodiert, wahrscheinlich große Vorteile mit sich bringen, da das Rendern einzelner Frames an verschiedene Kerne übergeben werden kann und dann von der Software zu einem einzigen Stream zusammengefasst wird. Acht Kerne zu haben ist also noch vorteilhafter als vier.
Taktgeschwindigkeiten
Je höher die Taktrate, desto schneller ist der Prozessor. Die Taktraten werden nebelhafter, wenn Sie die Geschwindigkeit relativ zu mehreren Kernen in Betracht ziehen, da Prozessoren aufgrund der zusätzlichen Kerne mehrere Datenthreads verwenden. Diese Kerne laufen jedoch aufgrund der thermischen Einschränkungen mit niedrigeren Geschwindigkeiten.
Beispielsweise kann ein Dual-Core-Prozessor Basistaktraten von 3,5 GHz für jeden Prozessor unterstützen, während ein Quad-Core-Prozessor möglicherweise nur mit 3,0 GHz läuft. Der Dual-Core-Prozessor wird bei jedem einzelnen Prozessor nur etwa 14 Prozent schneller sein als beim Quad-Core. Wenn Sie also ein Programm haben, das nur Single-Threading hat, ist der Dual-Core-Prozessor tatsächlich effizienter. Wenn Ihre Software jedoch alle vier Prozessoren verwenden kann, ist der Quad-Core-Prozessor tatsächlich etwa 70 Prozent schneller als der Dual-Core-Prozessor.
Schlussfolgerungen
In der Regel ist ein Prozessor mit einer höheren Kernanzahl im Allgemeinen besser, wenn Ihre Software und typische Anwendungsfälle dies unterstützen. Ein Dual-Core- oder Quad-Core-Prozessor ist in der Regel mehr als ausreichend Leistung für einen einfachen Computerbenutzer.Die Mehrheit der Verbraucher wird keinen spürbaren Nutzen davon haben, über vier Prozessorkerne hinauszugehen, da es nur wenige nichtspezialisierte Software gibt, die davon profitieren kann. Die einzigen Personen, die solche Prozessoren mit hoher Kernzahl in Betracht ziehen sollten, sind diejenigen, die komplexe Aufgaben wie Desktop-Videobearbeitung oder komplizierte Wissenschafts- und Mathematikprogramme ausführen.
Schauen Sie sich unsere Wie schnell von einem PC benötige ich an? In diesem Artikel erhalten Sie eine bessere Vorstellung davon, welcher Prozessortyp Ihren Computeranforderungen am besten entspricht.
