Πόσες διαδικασίες μπορεί να εκτελέσει ταυτόχρονα μια CPU;

Ο αριθμός των διαδικασιών που ένας CPU μπορεί πραγματικά να εκτελέσει ταυτόχρονα είναι περιορισμένος από τον αριθμό των φυσικών πυρήνων έχει.

Εδώ είναι μια κατανομή:

* Φυσικοί πυρήνες: Ένας φυσικός πυρήνας είναι μια πλήρης μονάδα επεξεργασίας εντός της CPU. Εάν έχετε μια CPU με 4 φυσικούς πυρήνες, μπορεί πραγματικά να εκτελέσει 4 διαφορετικές οδηγίες (ή τμήματα 4 διαφορετικών διαδικασιών) *ακριβώς την ίδια στιγμή *.

* νήματα (λογικοί πυρήνες): Οι σύγχρονες CPU χρησιμοποιούν συχνά μια τεχνολογία που ονομάζεται ταυτόχρονη Multithreading (SMT) , με την εφαρμογή της Intel που ονομάζεται Hyper-threading . Αυτό επιτρέπει σε έναν μόνο φυσικό πυρήνα να εμφανίζεται ως δύο λογικοί πυρήνες (νήματα) στο λειτουργικό σύστημα. Παρόλο που δεν είναι * διπλασιασμένο * την απόδοση, επιτρέπει στον πυρήνα να χρησιμοποιεί τα αδρανή μέρη του εαυτού του πιο αποτελεσματικά. Σκεφτείτε το ότι έχετε έναν μόνο σεφ (φυσικό πυρήνα) που μπορεί να εργαστεί σε πολλαπλά πιάτα (νήματα) ταυτόχρονα με την εναλλαγή μεταξύ τους όταν μια εργασία περιμένει (π.χ. περιμένοντας το νερό να βράσει). Μια CPU 4 πυρήνων με υπερ-νίκες θα εμφανιστεί ως 8 λογικοί πυρήνες.

* Λειτουργικό σύστημα και διαδικασίες: Το λειτουργικό σύστημα διαχειρίζεται όλες τις διαδικασίες και τα νήματα που εκτελούνται στον υπολογιστή. Μετατρέπει γρήγορα μεταξύ τους, δίνοντας σε κάθε μια μικρή φέτα χρόνου CPU (αυτό ονομάζεται ανταλλαγή χρόνου ή πολλαπλών εργασιών). Αυτό δημιουργεί την * ψευδαίσθηση * της εκτέλεσης πολλών διαδικασιών ταυτόχρονα, παρόλο που η CPU εργάζεται μόνο ενεργά σε περιορισμένο αριθμό σε οποιαδήποτε στιγμή.

Συνοπτικά:

* Μια CPU μπορεί πραγματικά να εκτελέσει αρκετές διαδικασίες ίσες με τον αριθμό των * φυσικών πυρήνων * ταυτόχρονα.

* Hyper-threading (ή SMT) * βελτιώνει * την ικανότητα κάθε φυσικού πυρήνα να χειριστεί περισσότερη δουλειά εκτελώντας πολλαπλά * νήματα * ταυτόχρονα.

* Το λειτουργικό σύστημα διαχειρίζεται έναν πολύ μεγαλύτερο αριθμό διαδικασιών και νημάτων από ό, τι η CPU διαθέτει πυρήνες, δημιουργώντας την εμφάνιση της πραγματικής ταυτόχρονης μέσω της ταχείας εναλλαγής περιβάλλοντος.

Παράδειγμα:

Μια CPU με 8 φυσικούς πυρήνες και υπερ-νίκες (16 λογικοί πυρήνες) μπορεί:

* * Πραγματικά * Εκτελέστε 8 διαφορετικές οδηγίες ακριβώς την ίδια στιγμή (μία σε κάθε φυσικό πυρήνα).

* * Αποτελεσματικά * χειριστείτε ταυτόχρονα έως και 16 νήματα, κάνοντας καλύτερη χρήση των πόρων κάθε πυρήνα.

* * Εμφανίζεται * για να τρέξει εκατοντάδες ή χιλιάδες διαδικασίες ταυτόχρονα επειδή το λειτουργικό σύστημα αλλάζει ταχέως μεταξύ τους.

Σημαντικές εκτιμήσεις:

* Bottlenecks: Άλλοι παράγοντες, όπως η RAM, η I/O δίσκου και η ταχύτητα του δικτύου, μπορούν επίσης να περιορίσουν τη συνολική απόδοση ενός συστήματος, ακόμη και αν η CPU είναι ισχυρή.

* φόρτο εργασίας: Ορισμένες διαδικασίες είναι πιο έντονη από την CPU από άλλες. Ένα σύστημα μπορεί να είναι σε θέση να "χειριστεί" πολλές ελαφρές διαδικασίες ταυτόχρονα, αλλά να αγωνιστεί με μερικές πολύ απαιτητικές.

Επομένως, η απάντηση είναι τεχνικά ο αριθμός των *φυσικών πυρήνων *, αλλά είναι σημαντικό να κατανοήσουμε το ρόλο των νημάτων και του λειτουργικού συστήματος στη δημιουργία της αντίληψης της λειτουργίας πολλών διαδικασιών ταυτόχρονα.