CPU-Kerne und Threads, was sie sind und was die Unterschiede sind

Jedes Mal, wenn wir die Leistung eines Computers überprüfen, hören wir von CPU-Kernen und Threads.

Doch was genau bedeuten diese beiden Begriffe? Wie viele CPU- Kerne benötigen Sie? Und wie viele Threads?

Wie sieht die ideale Beziehung zwischen dem einen und dem anderen aus? Was ist die ideale CPU-Kernanzahl?

Definition des CPU-Kerns

Der Kern ist eine physische Komponente der CPU . Wir können den Kern als die kleinste Verarbeitungseinheit betrachten, die in der Lage ist, die zur Ausführung einer Aufgabe erforderlichen Berechnungen durchzuführen.

Definition von Thread

Der Thread ist keine physische Komponente, sondern ein Befehl. Der Thread ist der kleinste Teil eines ausführbaren Codes, einer einzelnen Operation oder Berechnung. Threads sind Teil eines Prozesses, einer Reihe von Anweisungen, die mehrere Funktionen gleichzeitig ausführen können.

Dadurch können mehrere Threads ausgeführt werden, sogar gleichzeitig auf einem einzelnen Kernprozessor.

Unterschied zwischen Kern und Thread

Aber was ist in operativer und beispielhafter Hinsicht der Unterschied?

Eines der visuell wirkungsvollsten und dennoch am einfachsten zu verstehenden Beispiele orientiert sich am menschlichen Körper.

Wir können uns daher den Kern als Mund und die Fäden als die Hand (oder Gabel) vorstellen, die ihn füttert.

In unserem Beispiel wird die CPU beim Einschalten des Computers aufgefordert, sich selbst mit Nahrung zu versorgen. Was passiert?

Kernmund beginnt zu kauen. Gleichzeitig beginnen die beiden Fadenhände, einander Essen zu bringen. Dann beginnt unser idealer Zyklus.

Aber was wäre, wenn ich die Geschwindigkeit dieses Prozesses erhöhen müsste?

Der erste Gedanke wäre, einen Mund (Kern) hinzuzufügen, um die Geschwindigkeit des Kauens (Verarbeitens) zu erhöhen. Aber das wäre ein Fehler, denn diejenigen, die das Essen (Fäden) bringen, wären immer die gleichen. Daher bleibt die Verarbeitungsgeschwindigkeit gleich.

Wenn ich also die Kerne (die Münder) verdoppele, sollte ich auch die Hände (Fäden) verdoppeln. Auf diese Weise würde ich die Berechnungsproportionen und damit die Verarbeitungsgeschwindigkeit beibehalten.

Wenn ich also möchte, dass die CPU mit der höchstmöglichen Effizienz läuft, muss ich versuchen, ein Verhältnis von 1:2 einzuhalten, also zwei Threads für jeden Kern.

„Grundlegende“ Unterschiede zwischen CPU-Kernen und Threads

Zusammenfassend können wir vier grundlegende Unterschiede zwischen CPU- Kernen und Threads identifizieren:

Kerne erhöhen den Umfang der gleichzeitig erledigten Arbeit, während Threads den Umfang und die Bereitstellung der zu verarbeitenden Informationen sowie die Rechengeschwindigkeit verbessern.

Die Kerne sind eine „physische“ Hardwarekomponente, während der Thread eine virtuelle Komponente ist, die die Aufgaben verwaltet.

Kerne benötigen nur eine Signalverarbeitungseinheit, während Threads mehrere Verarbeitungseinheiten erfordern.

Was ist Multithreading und wie funktioniert es?

Dieser Begriff bezeichnet die Aufteilung und parallele Verarbeitung mehrerer Threads innerhalb eines Betriebssystems.

Multithreading besteht aus mehreren und „gleichzeitigen“ Arbeitsaktivitäten, die von der CPU ausgeführt werden. Das einfache Beispiel ist, dass die CPU die angeforderte Verarbeitung oder den angeforderten Ladevorgang durchführt, während gleichzeitig ein anderer Thread visuell (über eine Sanduhr oder einen Fortschrittsbalken) dafür sorgt, uns den Status des Vorgangs anzuzeigen.

Was ist CPU und was sind Kerne?

Der Prozessor eines Computers (dasselbe gilt aber nicht nur für ein Tablet oder Smartphone) ist das operative Zentrum des Gesamtsystems. Die CPU ist der Chip, der Informationen verarbeitet, Programme ausführt und alle anderen Komponenten des Systems steuert. Wir können den Prozessor daher als das Gehirn unseres Computers betrachten. Ein Gehirn von begrenzten Ausmaßen, das jedoch die „Unterteilung“ desselben in kleinere Bestandteile nicht vermeidet.

Dies ist der Kern (auf Italienisch Kerne oder Herzen). Daher sind die Kerne der grundlegende Kern der Prozessoraktivität, „diejenigen“, die für die Ausführung des Programmcodes verantwortlich sind.

Normalerweise finden wir zwei Prozessorkernlösungen. Der „älteste“ ist der sogenannte Single-Core, bei dem eine CPU einem einzelnen Prozessorkern entspricht. Dann finden wir die „modernere“ Variante namens Multicore.

In dieser zweiten Konfiguration finden wir, wie der Name schon sagt, für einen einzelnen Prozessor mehrere Kerne.

Probleme mit der Single-Core-CPU

Die Single-Core -CPU stellt ein erhebliches Betriebsproblem dar, wenn die Leistung verbessert und gesteigert werden muss.

Um Verarbeitungsaufgaben schneller ausführen zu können, müssen Sie die Taktfrequenz erhöhen.

Diese „Beschleunigung“ führt zu einem Anstieg des Energieverbrauchs und der Wärmeerzeugung mit sehr anspruchsvollen und invasiven Anforderungen an die Wärmeableitung. Tatsächlich wird der Prozessor ineffizient, wenn er nicht richtig gekühlt wird.

Wie löst Multi-Core das Problem und welche Vorteile bringt es?

Der Multi Core löst das Problem, indem er zwei oder mehr Kerne auf dem Halbleiterchip schafft, um die Rechenleistung zu erhöhen und gleichzeitig die Taktrate effektiv aufrechtzuerhalten.

Daher kann beispielsweise ein Dual-Core-Prozessor Anweisungen effizient verarbeiten, mit doppelter Taktrate, aber geringerem Energieverbrauch.

Die Vorteile von Multicore liegen also im Wesentlichen in einer größeren Anzahl an Transistoren, einer Reduzierung der Verbindungslängen und einer Optimierung des Gesamtprozesses.

Anzahl der CPU-Kerne

Die Anzahl der Kerne einer „Multi“ -CPU variiert je nach Konfiguration und Konstruktionstechnologie der CPU.

Derzeit finden wir Dual-Core-, Quad-Core-, Six-Core-, Octa-Core- und Multiple-Core-CPUs.

Wie wählen Sie die beste CPU für Ihre Anforderungen aus?

Um die für Ihre Anforderungen am besten geeignete CPU auszuwählen, müssen verschiedene Parameter berücksichtigt und bewertet werden. Insbesondere:

Marken

AMD oder Intel? Aus technischer Sicht sind die beiden Plattformen mit demselben Modell gleichwertig. Ausschlaggebend für die Wahl ist daher häufig der Preis, wobei AMD in diesem Bereich meist einen leichten Vorteil hat.

Verwendungszweck

Wenn Sie keine Budgetbeschränkungen haben, können Sie sich natürlich für das leistungsstärkste Modell entscheiden, aber in den allermeisten Fällen ist es besser, etwas zu wählen, das für Ihren Einsatz „geeignet“ ist.

Für ein „Bürogerät“ können wir uns daher für ein Basismodell entscheiden, während wir für Spiele oder kreative Aktivitäten nach etwas Fortgeschrittenerem suchen müssen.

Daher ist die beste CPU oft das Ergebnis einer sorgfältigen Betrachtung der möglichen Verwendung der Maschine und der darauf montierten Komponenten.

Ideal ist es daher, von einem Budget auszugehen und die „größten“ Ressourcen den wichtigsten Komponenten (Grafikkarte, RAM, Festplatte) zuzuweisen und erst dann, basierend auf den Hypothesen für diese, die beste CPU auszuwählen.