การเพิ่มคอร์หลายคอร์ในโปรเซสเซอร์ตัวเดียวให้ประโยชน์อย่างมากเนื่องจากลักษณะการทำงานหลายอย่างพร้อมกันของระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม เพื่อวัตถุประสงค์บางอย่าง มีข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติเกี่ยวกับจำนวนคอร์ที่ให้การปรับปรุงเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายในการเพิ่ม
ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีมัลติคอร์
โปรเซสเซอร์หลายคอร์มีวางจำหน่ายในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลตั้งแต่ต้นปี 2000 การออกแบบแบบ Multi-core จัดการกับปัญหาของโปรเซสเซอร์ที่กระทบขีดจำกัดทางกายภาพในแง่ของความเร็วสัญญาณนาฬิกาและการระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพและยังคงความแม่นยำไว้การย้ายไปยังคอร์เพิ่มเติมบนชิปโปรเซสเซอร์ตัวเดียวช่วยให้ผู้ผลิตหลีกเลี่ยงปัญหาเรื่องความเร็วสัญญาณนาฬิกาโดยการคูณปริมาณข้อมูลที่สามารถจัดการโดย CPU ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เมื่อเปิดตัวครั้งแรก ผู้ผลิตเสนอเพียงสองคอร์ใน CPU เดียว แต่ตอนนี้มีตัวเลือกสำหรับสี่ หก และ 10 หรือมากกว่านั้น นอกเหนือจากการเพิ่มคอร์ เทคโนโลยีมัลติเธรดพร้อมกัน เช่น Hyper-Threading ของ Intel สามารถเพิ่มคอร์เสมือนเป็นสองเท่าที่ระบบปฏิบัติการเห็น
กระบวนการและเธรด
กระบวนการเป็นงานเฉพาะ เช่น โปรแกรมที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์ กระบวนการประกอบด้วยหนึ่งเธรดขึ้นไป
เธรดเป็นเพียงสตรีมข้อมูลเดียวจากโปรแกรมที่ส่งผ่านโปรเซสเซอร์บนคอมพิวเตอร์ แต่ละแอปพลิเคชันสร้างเธรดหนึ่งหรือหลายเธรดขึ้นอยู่กับวิธีการทำงาน หากไม่มีการทำงานหลายอย่างพร้อมกัน โปรเซสเซอร์แบบ single-core สามารถจัดการเธรดเดียวเท่านั้นในแต่ละครั้ง ดังนั้นระบบจะสลับไปมาระหว่างเธรดอย่างรวดเร็วเพื่อประมวลผลข้อมูลในลักษณะที่ดูเหมือนพร้อมกัน
ข้อดีของการมีหลายคอร์คือระบบสามารถรองรับได้มากกว่าหนึ่งเธรดพร้อมกัน แต่ละคอร์สามารถจัดการกับกระแสข้อมูลแยกกันได้ สถาปัตยกรรมนี้เพิ่มประสิทธิภาพของระบบที่ใช้งานแอพพลิเคชั่นพร้อมกันอย่างมาก เนื่องจากเซิร์ฟเวอร์มักจะเรียกใช้แอปพลิเคชันหลายตัวพร้อมกันในช่วงเวลาหนึ่ง เทคโนโลยีจึงถูกพัฒนาขึ้นสำหรับลูกค้าองค์กร - แต่เมื่อคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลมีความซับซ้อนมากขึ้นและทำงานหลายอย่างพร้อมกันเพิ่มขึ้น พวกเขาก็ได้รับประโยชน์จากการมีคอร์เพิ่มเติมเช่นกัน
อย่างไรก็ตาม ทุกกระบวนการถูกควบคุมโดยเธรดหลักที่สามารถครอบครองได้เพียงคอร์เดียวเท่านั้น ดังนั้น ความเร็วสัมพัทธ์ของโปรแกรม เช่น เกมหรือโปรแกรมสร้างภาพวิดีโอจึงจำกัดเฉพาะความสามารถของคอร์ที่เธรดหลักใช้เท่านั้น เธรดหลักสามารถมอบหมายเธรดรองไปยังคอร์อื่น ๆ ได้อย่างแน่นอน - แต่เกมจะไม่เร็วเป็นสองเท่าเมื่อคุณเพิ่มคอร์เป็นสองเท่า ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่เกมจะขยายหนึ่งคอร์ให้เต็มที่ (เธรดหลัก) แต่เห็นเฉพาะการใช้งานบางส่วนของคอร์อื่นๆ สำหรับเธรดรองเท่านั้นไม่มีการเพิ่มขึ้นสองเท่าของแกนประมวลผลเนื่องจากแกนหลักเป็นตัวจำกัดอัตราสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ และแอปที่ไวต่อสถาปัตยกรรมนี้จะทำงานได้ดีกว่าแอปที่ไม่ใช่ตัวหลัก
การพึ่งพาซอฟต์แวร์
ในขณะที่แนวคิดของโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ฟังดูน่าดึงดูด แต่ก็มีข้อแม้ที่สำคัญสำหรับเทคโนโลยีนี้ เพื่อประโยชน์ที่แท้จริงของโปรเซสเซอร์หลายตัว ซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์ต้องเขียนขึ้นเพื่อรองรับมัลติเธรด หากไม่มีซอฟต์แวร์ที่สนับสนุนคุณลักษณะดังกล่าว เธรดจะทำงานผ่านคอร์เดียวเป็นหลัก ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของคอมพิวเตอร์ลดลง ท้ายที่สุด หากมันสามารถทำงานบนคอร์เดียวเท่านั้นในโปรเซสเซอร์ควอดคอร์ จริง ๆ แล้วอาจเร็วกว่าที่จะรันบนโปรเซสเซอร์ดูอัลคอร์ด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาพื้นฐานที่สูงกว่า
ระบบปฏิบัติการหลักในปัจจุบันทั้งหมดรองรับความสามารถในการทำงานแบบมัลติเธรด แต่ต้องเขียนมัลติเธรดดิ้งลงในแอพพลิเคชั่นซอฟต์แวร์ด้วยการสนับสนุน multithreading ในซอฟต์แวร์สำหรับผู้บริโภคได้รับการปรับปรุงในช่วงหลายปีที่ผ่านมา แต่สำหรับโปรแกรมง่ายๆ หลายๆ โปรแกรม การสนับสนุน multithreading ยังไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากความซับซ้อนของการสร้างซอฟต์แวร์ ตัวอย่างเช่น โปรแกรมอีเมลหรือเว็บเบราว์เซอร์ไม่น่าจะเห็นประโยชน์มหาศาลต่อการทำงานแบบมัลติเธรดมากเท่ากับโปรแกรมตัดต่อกราฟิกหรือวิดีโอ ซึ่งคอมพิวเตอร์จะประมวลผลการคำนวณที่ซับซ้อน
ตัวอย่างที่ดีในการอธิบายแนวโน้มนี้คือการดูเกมคอมพิวเตอร์ทั่วไป เกมส่วนใหญ่ต้องการเอ็นจิ้นการเรนเดอร์บางรูปแบบเพื่อแสดงสิ่งที่เกิดขึ้นในเกม นอกจากนี้ ปัญญาประดิษฐ์บางประเภทยังควบคุมเหตุการณ์และตัวละครในเกม ด้วย single-core งานทั้งสองจะดำเนินการโดยการสลับไปมาระหว่างกัน วิธีนี้ไม่ได้ผล หากระบบมีโปรเซสเซอร์หลายตัว การเรนเดอร์และ AI แต่ละตัวสามารถทำงานบนคอร์แยกกัน ซึ่งเป็นสถานการณ์ในอุดมคติสำหรับโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์
คือ 8 > 4 > 2?
การไปไกลกว่าสองคอร์ทำให้เกิดประโยชน์ที่หลากหลาย เนื่องจากคำตอบสำหรับผู้ซื้อคอมพิวเตอร์รายใดก็ตามขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์ที่เขาหรือเธอมักใช้ตัวอย่างเช่น เกมคลาสสิกจำนวนมากยังคงให้ประสิทธิภาพที่แตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างสองถึงสี่คอร์ แม้แต่เกมสมัยใหม่ ซึ่งบางเกมอ้างว่าต้องการหรือสนับสนุนแปดคอร์ อาจทำงานได้ไม่ดีไปกว่าเครื่องหกคอร์ที่มีความเร็วสัญญาณนาฬิกาพื้นฐานที่สูงกว่า เนื่องจากประสิทธิภาพของเธรดหลักจะควบคุมประสิทธิภาพของประสิทธิภาพการทำงานแบบมัลติเธรด
ในทางกลับกัน โปรแกรมเข้ารหัสวิดีโอที่แปลงรหัสวิดีโอมักจะเห็นประโยชน์มหาศาลเนื่องจากการเรนเดอร์เฟรมแต่ละรายการสามารถส่งผ่านไปยังคอร์ต่างๆ ได้ จากนั้นซอฟต์แวร์จะรวมเป็นสตรีมเดียว ดังนั้นการมีแปดคอร์จะมีประโยชน์มากกว่าการมีสี่คอร์ โดยพื้นฐานแล้ว เธรดหลักไม่ต้องการทรัพยากรที่ค่อนข้างสมบูรณ์ แทน, มันสามารถฟาร์มการทำงานหนักให้กับเธรดลูกสาวที่เพิ่มคอร์ของโปรเซสเซอร์ให้สูงสุด
ความเร็วนาฬิกา
โดยทั่วไป ความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่สูงขึ้นจะหมายถึงโปรเซสเซอร์ที่เร็วขึ้นความเร็วสัญญาณนาฬิกาจะคลุมเครือมากขึ้นเมื่อคุณพิจารณาความเร็วที่สัมพันธ์กับหลายคอร์เนื่องจากโปรเซสเซอร์บีบอัดเธรดข้อมูลหลายตัวด้วยแกนพิเศษ แต่แต่ละคอร์จะทำงานด้วยความเร็วที่ต่ำกว่าเนื่องจากข้อจำกัดด้านความร้อน
ตัวอย่างเช่น โปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์อาจรองรับความเร็วสัญญาณนาฬิกาพื้นฐานที่ 3.5 GHz สำหรับโปรเซสเซอร์แต่ละตัว ในขณะที่โปรเซสเซอร์แบบควอดคอร์อาจทำงานที่ 3.0 GHz เท่านั้น เมื่อดูเพียงคอร์เดียวในแต่ละคอร์ โปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์ก็เร็วกว่าแบบควอดคอร์ถึง 14 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้น หากคุณมีโปรแกรมแบบเธรดเดียว ตัวประมวลผลแบบดูอัลคอร์จะมีประสิทธิภาพมากกว่า จากนั้นอีกครั้ง หากซอฟต์แวร์ของคุณสามารถใช้โปรเซสเซอร์ทั้งสี่ตัวได้ โปรเซสเซอร์ Quad-core จะเร็วกว่าโปรเซสเซอร์ดูอัลคอร์ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์
สรุป
โดยส่วนใหญ่แล้ว การมีตัวประมวลผลจำนวนคอร์ที่สูงกว่านั้นมักจะดีกว่าถ้าซอฟต์แวร์และกรณีการใช้งานทั่วไปของคุณรองรับ โดยส่วนใหญ่ โปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์หรือควอดคอร์จะมีพลังงานเพียงพอสำหรับผู้ใช้คอมพิวเตอร์ขั้นพื้นฐานผู้บริโภคส่วนใหญ่จะไม่เห็นประโยชน์ที่เป็นรูปธรรมจากการใช้โปรเซสเซอร์มากกว่าสี่คอร์ เนื่องจากมีซอฟต์แวร์ที่ไม่เฉพาะเจาะจงเพียงเล็กน้อยจึงใช้ประโยชน์จากมัน กรณีการใช้งานที่ดีที่สุดสำหรับโปรเซสเซอร์ที่มีจำนวนคอร์สูงนั้นเกี่ยวข้องกับเครื่องที่ทำงานที่ซับซ้อน เช่น การตัดต่อวิดีโอบนเดสก์ท็อป การเล่นเกมระดับไฮเอนด์บางรูปแบบ หรือโปรแกรมวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน
ดูความคิดเห็นของเราเกี่ยวกับความเร็วของพีซีที่ฉันต้องการ เพื่อให้ได้แนวคิดที่ดีขึ้นว่าโปรเซสเซอร์ประเภทใดที่ตรงกับความต้องการด้านคอมพิวเตอร์ของคุณมากที่สุด