Что такое ядро в компьютере


Что такое ядро в компьютере?

Что такое ядро в компьютере?

Статья для начинающих о том, что понимается под процессорным ядром, а также о том, в чем суть ускорения и синхронизации ядер.
Так же вы узнаете, как выборочно, вам могут отключить ядра процессора.


 

Что такое ядро?

Наверняка многие из вас слышали рекламный лозунг «Купить компьютер 4 ядра 4 гига», где 4 гига, это 4ГБ, оперативной памяти.
Этот лозунг рассчитан на привлечение покупателей красивым словосочетанием.

Однако давайте поговорим о том, что такое ядро в компьютере, ведь очень многие люди имеют расплывчатое представление об этом весьма важном компоненте любой вычислительной системы.
По своей сути высказывание «ядро в компьютере» подразумевает процессорное ядро, на основе которого процессор выполняет свою главную функцию – математические вычисления на базе определенного набора инструкций.
 

Процессор — вид сверху и снизу


(Рисунок 1)

Любое процессорное ядро имеет свое кодовое название.
В качестве примера возьмем известного производителя Nortwood, хотя подобных производителей сегодня существует очень много.
Как мы уже упоминали, процессорное ядро отвечает за математические вычисления, а значит, оно в большей степени влияет на общую производительность компьютера.

Процессорное ядро работает на определенной частоте, которая зависит от техпроцесса (0.13 мкм, 0.18 мкм, и.т.д.), который применялся в ходе изготовления процессорного ядра.

 

Сколько ядер может быть у процессора?

На сегодняшний день рынок компьютерных комплектующих предлагает не только одноядерные процессоры, но и более производительные двухядерные и даже четырехядерные процессоры с поддержкой работы на самых высоких тактовых частотах. Нужно отметить, что количество ядер в одном процессоре зависит от модельного ряда, которые создал производитель, к примеру, семейство i3 (Core 2 Duo) сочетает в себе 2 ядра в одном процессоре, тогда когда линейка процессоров i5 (Core 2 Quad) – это уже четырехядерный процессор для выполнения множества задач.
 

На что влияет количество ядер?

К сожалению, многие люди ложно полагают, что объединение двух ядер в одном процессоре приводит к двукратному увеличению производительности компьютера, но на самом деле все не так. Многоядерные процессоры изначально создавались для многозадачной среды, тогда когда использование всего потенциала двух или четырех ядер в однозадачной среде просто невозможно.
Задача, это запущенная программа, процесс, а многозадачная среда — операционная система, где выполняются несколько задач одновременно. Проще говоря, чтобы вы запустив антивирусник не ходили курить, а могли еще послушать музыку используя незанятые мощности вторго ядра.
Другими словами купить «компьютер 4 ядра 4 гига» имеет смысл для решения сразу множества задач, хотя сегодня такая тенденция прослеживается очень редко.
Стоимость четырех и восьмиядерных компьютеров сегодня может сильно разниться, ведь все зависит от характеристик ядра процессора, а в частности от степени тепловыделения (рабочая температура ядра), уровня FSB, объема кэша на уровнях L1, L2, L3, а так же стоимости других модулей компьютера.

 

Как отключить ядра?

Помимо своей высокой производительности, многоядерные процессоры отличаются возможность активировать и деактивировать отдельно взятые ядра процессора, и вы наверняка спросите «зачем многоядерный процессор делать одноядерным?», но здесь ответ очень простой – для возможности тестирования другого ядра процессора и возможности его адекватной оценки производительности.

Так давайте поговорит о том, как отключить одно ядро компьютера?
1. Для этого нам понадобится открыть панель управления и перейти в раздел «Администрирование».
2. Здесь нас интересует ярлык «Конфигурация системы».
3. Запустив его во вкладке «загрузка», мы видим текущую версию Windows и меню «дополнительные параметры» вы сможем выбрать число активных ядер процессора.

При следующем запуске Windows будет использовать те параметры, которые мы вновь указали, и теперь вы можете тестировать каждое ядро процессора отдельно и в соответствие с этим производить их оптимизацию.
Синхронизация и ускорение ядер – это обычная операция, направленная на ускорение работы процессора посредством увеличения его тактовой частоты, однако здесь важно помнить, что при увеличении тактовой частоты, повышается температура ядра, а значит, прежде чем будет осуществляться синхронизация и ускорения ядер следует позаботиться об эффективной системе охлаждения.
 

Выводы

В итоге данной статьи хотелось бы еще раз отметить, то, что основным назначением многоядерных процессоров является работа в многозадачной среде, в среде, которая поддерживает многопоточность приложений. Если вы решили купить компьютер 4 ядра 4 гига, то вы должны понимать, что такой высокопроизводительный компьютер должен использоваться в соответствующей среде, которая могла бы обеспечить использование всего потенциала четырехядерного процессора, которые, кстати, используют большой объем кэша, что значительно увеличивает производительность ядер и комфортабельность в работе с процессором.

как выбрать для разных задач

Вы когда-нибудь задумывались о том, как построены современные процессоры, что такое ядра и на что они влияют? Почему процессор может выполнять сразу несколько операций, что такое многопоточность и как это все работает? Как ЦП позволяет обрабатывать компьютеру одновременно большое количество данных. Итак, давайте разбираться в архитектуре данного устройства.

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:

Общее понятие архитектуры процессора ПК

Под понятием архитектуры процессора подразумеваются важные с точки зрения построения и функциональности особенности чипа, которые связаны как с его программной моделью, так и с физической конструкцией.

Архитектура набора команд (ISA) – это набор инструкций процессора и других его функций (например, система и нумерация регистров или режимы адресации памяти), имеющих программную часть ядра, которые не зависят от внутренней реализации.

В свою очередь, физическое построение системы называется микроархитектурой (uarch). Это детальная реализация программной модели, которая связана с фактическим выполнением операций. Микроархитектура представляет собой конфигурацию, определяющую отдельные элементы, например, логические блоки, а также связи между ними.

Стоит отметить, что ЦП, выполняющие одинаковую программную модель, могут значительно отличаться друг от друга микроархитектурой – например, устройства от фирм AMD и Intel. Современные чипы имеют идентичную программную архитектуру x86, но абсолютно разную микроархитектуру.

Роль количества ядер, их влияние на производительность

Первоначально ЦП имели только одно ядро. Однако на рубеже XX и XXI веков инженеры пришли к выводу, что стоит увеличить их количество. Это должно было позволить получить более высокую вычислительную мощность, а также позволить обрабатывать несколько задач одновременно.

Но для начала стоит разобраться с главным мифом. Принято считать, что чем больше ядер у процессора, тем больше мощности он будет предлагать. Но на практике все не так просто. Реальное влияние на производительность оказывают и другие факторы – например, тактовая частота, объем кэша, архитектура, количество потоков.

Дополнительные ядра означают, что процессор способен одновременно справляться с большим количеством задач. Однако здесь нельзя забывать об одном: несмотря на популяризацию четырех-, шести- или восьмиядерных процессоров, приложения используют один или два потока. Поэтому количество потоков ядра также важно учитывать.

Например, если первый ЦП имеет 2 ядра 4 потока, а второй 4 ядра 4 потока, то разница в производительности будет небольшая. Однако если сравнить первый чип с 4-ядерным 8-поточным, то в данном случае производительность возрастет на 50 %.

Что такое потоки и на что влияет их количество

Потоки – это виртуальный компонент или код, который разделяет физическое ядро процессора на несколько ядер. Одно ядро имеет до 2 потоков.

Например, если процессор двухъядерный, то он будет иметь 4 потока, а если восьмиядерный – 16 потоков.

Поток создается активным процессом. Каждый раз, когда открывается приложение, оно само создает поток, который будет обрабатывать задачи этого конкретного приложения. Поэтому, чем больше приложений будет открыто, тем больше потоков будет создано.

Потоки создаются операционной системой для выполнения задачи конкретного приложения. Они управляются планировщиком, который является стандартной частью каждой ОС.

Существует один поток (код того ядра, выполняющий вычисления, также известный как основной поток) на ядре, который, когда получает информацию от пользователя, создает другой поток и выделяет ему задачу. Аналогично, если он получает другую инструкцию, он формирует второй поток и выделяет ему задачу, создавая таким образом многопоточность.

Единственный факт, который ограничивает создание потоков, – количество основных потоков, предоставляемых физическим процессором. А их количество зависит от ядер.

Потоки стали жизненно важной частью вычислительной мощности, поскольку они позволяют выполнять несколько задач одновременно. Это повышает производительность компьютера, а также позволяет сделать его способным к многозадачности. Благодаря этой технологии становится возможно просматривать веб-страницы, слушать музыку и скачивать файлы в фоновом режиме одновременно.

Рекомендации по выбору процессора

При выборе ЦП некоторые характеристики будут важнее других – это зависит от предпочтений пользователя.

Для офиса

Для большинства офисных компьютеров подойдут двух- или четырехъядерные процессоры. Однако если вычислительные потребности более интенсивны, например, при программировании и графическом дизайне, для начала стоит выяснить, сколько ядер потребуется для используемого программного обеспечения.

Частота является еще одним фактором, который следует принимать во внимание. Хотя частота – это не единственное, что определяет скорость, она оказывает существенное влияние. Используемое программное обеспечение будет влиять на скорость. Например, при регулярном использовании Adobe CS 6, лучше всего подойдет процессор со скоростью не менее 2 ГГц.

Для инженерных задач

Как правило, компьютеры для инженерных задач обязаны обрабатывать много информации за короткий промежуток времени.

При покупке ЦП для такого компьютера важен многоядерный процессор. В идеале нужно искать такой чип, который предлагает гиперпоточность. Это обеспечит большую вычислительную мощность.

Для работы с графикой

При работе с графикой требования к процессору отличаются. Для обработки 2D графики – подойдут бюджетные варианты, 2 или 4 ядра с тактовой частотой 2,4 ГГц вполне справятся с задачей.

Для работы с 3D графикой лучше всего выбирать 4 или 6-ядерные чипы, с тактовой частотой 3 ГГц и выше, а также с поддержкой многопоточности.

Для игрового ПК

Потребности геймеров специфичны, когда дело доходит до вычислительной мощности компьютера.

Первое, что нужно учитывать – это количество ядер. В дополнение к числу ядер, геймерам также важно учитывать тактовую частоту. Для современных игр потребуется частота 3,8 ГГц или выше.

Еще стоит обратить внимание на тепловыделение. Нынешние игры довольно требовательные, поэтому процессор быстро нагревается. У системного блока должна быть качественная система охлаждения, которая поможет адекватно удовлетворить потребности устройства, чтобы компоненты не перегревались.

Для стриминга

Выбор ЦП для стриминга зависит от сборки самого ПК.

Для бюджетных компьютеров подойдут любые четырехъядерные процессоры, которые смогут раскрыть видеокарту.

Для профессионального стриминга понадобится ЦП с 6, 8, 16 ядрами и тактовой частотой 4 ГГц и выше. Тут выбор будет завесить от купленной видеокарты и нужного разрешения для стрима.

Что такое процессор. Ядро процессора. Частота процессора. – MediaPure.Ru

Наверное, каждый пользователь  мало знакомый с компьютером сталкивался с кучей непонятных ему характеристик при выборе центрального процессора: техпроцесс, кэш, сокет; обращался за советом к друзьям и знакомым, компетентным  в вопросе компьютерного железа. Давайте разберемся в многообразии всевозможных параметров, потому как процессор – это важнейшая часть вашего ПК, а понимание его характеристик подарит вам уверенность при покупке и дальнейшем использовании.

Центральный процессор

Процессор персонального компьютера представляет собой микросхему, которая отвечает за выполнение любых операций с данными и управляет периферийными устройствами. Он содержится в специальном кремниевом корпусе, называемом кристаллом. Для краткого обозначения используют аббревиатуру — ЦП (центральный процессор) или CPU (от англ. Central Processing Unit – центральное обрабатывающее устройство). На современном рынке компьютерных комплектующих присутствуют две конкурирующие корпорации, Intel и AMD, которые беспрестанно участвуют в гонке за производительность новых процессоров, постоянно совершенствуя технологический процесс.

Техпроцесс

Техпроцесс — это размер, используемый при производстве процессоров. Он определяет величину транзистора, единицей измерения которого является нм (нанометр). Транзисторы, в свою очередь, составляют внутреннюю основу ЦП. Суть заключается в том, что постоянное совершенствование методики изготовления позволяет  уменьшать размер этих компонентов. В результате на кристалле процессора их размещается гораздо больше. Это способствует улучшению характеристик CPU, поэтому в его параметрах всегда указывают используемый техпроцесс. Например, Intel Core i5-760 выполнен по техпроцессу 45 нм, а Intel Core i5-2500K  по 32 нм, исходя из этой информации, можно судить о том, насколько процессор современен и превосходит по производительности своего предшественника, но при выборе необходимо учитывать и ряд других параметров.

 Архитектура

Также процессорам свойственно такая характеристика, как архитектура — набор свойств, присущий целому семейству процессоров, как правило, выпускаемому в течение многих лет. Говоря другими словами, архитектура – это их организация или внутренняя конструкция ЦП.

Количество ядер

Ядро – самый главный элемент центрального процессора. Оно представляет собой часть процессора, способное выполнять один поток команд. Ядра отличаются по размеру кэш памяти, частоте шины, технологии изготовления и т. д. Производители с каждым последующим техпроцессом присваивают им новые имена (к примеру, ядро процессора AMD – Zambezi, а Intel – Lynnfield). С развитием технологий производства процессоров появилась возможность размещать в одном корпусе более одного ядра, что значительно увеличивает производительность CPU и помогает выполнять несколько задач одновременно, а также использовать несколько ядер в работе программ. Многоядерные процессоры смогут быстрее справиться с архивацией, декодированием видео, работой современных видеоигр и т.д. Например, линейки процессоров Core 2 Duo и Core 2 Quad от Intel, в которых используются двухъядерные и четырехъядерные ЦП, соответственно. На данный момент массово доступны процессоры с 2, 3, 4 и 6 ядрами. Их большее количество используется в серверных решениях и не требуется рядовому пользователю ПК.

Частота

Помимо количества ядер на производительность влияет тактовая частота. Значение этой характеристики отражает производительность CPU в количестве тактов (операций) в секунду. Еще одной немаловажной характеристикой является частота шины (FSB – Front Side Bus) демонстрирующая скорость, с которой происходит обмен данных между процессором и периферией компьютера. Тактовая частота пропорциональна частоте шины.

Сокет

 

 

Чтобы будущий процессор при апгрейде был совместим с имеющейся материнской платой, необходимо знать его сокет. Сокетом называют разъем, в который устанавливается ЦП на материнскую плату компьютера. Тип сокета характеризуется количеством ножек и производителем процессора. Различные сокеты соответствуют определенным типам CPU, таким образом, каждый разъём допускает установку процессора определённого типа. Компания Intel использует сокет LGA1156, LGA1366 и LGA1155, а AMD — AM2+ и AM3.

Кэш

Кэш — объем памяти с очень большой скоростью доступа, необходимый для ускорения обращения к данным, постоянно находящимся в памяти с меньшей скоростью доступа (оперативной памяти). При выборе процессора, помните, что увеличение размера кэш-памяти положительно влияет на производительность большинства приложений. Кэш центрального процессора различается тремя уровнями (L1, L2 и L3), располагаясь непосредственно на ядре процессора. В него попадают данные из оперативной памяти для более высокой скорости обработки. Стоит также учесть, что для многоядерных CPU указывается объем кэш-памяти первого уровня для одного ядра. Кэш второго уровня выполняет аналогичные функции, отличаясь более низкой скоростью и большим объемом. Если вы предполагаете использовать процессор для ресурсоемких задач, то модель с большим объемом кэша второго уровня будет предпочтительнее, учитывая что для многоядерных процессоров указывается суммарный объем кэша L2. Кэшем L3 комплектуются самые производительные процессоры, такие как AMD Phenom, AMD Phenom II, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon. Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может достигать 30 Мб.

Энергопотребление

Энергопотребление процессора тесно связано с технологией его производства. С уменьшением нанометров техпроцесса,  увеличением количества транзисторов и повышением тактовой частоты процессоров происходит рост потребления электроэнергии CPU. Например, процессоры линейки Core i7 от Intel требуют до 130 и более ватт. Напряжение подающееся на ядро ярко характеризует энергопотребление процессора. Этот параметр особенно важен при выборе ЦП для использования в качестве мультимедиа центра. В современных моделях процессоров используются различные технологии, которые помогают бороться с излишним энергопотреблением: встраиваемые температурные датчики, системы автоматического контроля напряжения и частоты ядер процессора, энергосберегающие режимы при слабой нагрузке на ЦП.

Дополнительные возможности

Современные процессоры приобрели возможности работы в 2-х и 3-х канальных режимах с оперативной памятью, что значительно сказывается на ее производительности, а также поддерживают больший набор инструкций, поднимающий их функциональность на новый уровень. Графические процессоры обрабатывают видео своими силами, тем самым разгружая ЦП, благодаря технологии DXVA (от англ. DirectX Video Acceleration – ускорение видео компонентом DirectX). Компания Intel использует вышеупомянутую технологию Turbo Boost для динамического изменения тактовой частоты центрального процессора. Технология Speed Step управляет энергопотреблением CPU в зависимости от активности процессора, а Intel Virtualization Technology аппаратно создает виртуальную среду для использования нескольких операционных систем. Также современные процессоры могут делиться на виртуальные ядра с помощью технологии Hyper Threading. Например, двухъядерный процессор способен делить тактовую частоту одного ядра на два, что способствует высокой производительности обработки данных с помощью четырех виртуальных ядер.

Размышляя о конфигурации вашего будущего ПК, не забывайте про видеокарту и ее GPU (от англ. Graphics Processing Unit – графическое обрабатывающее устройство) – процессор вашей видеокарты, который отвечает за рендеринг (арифметические операции с геометрическими, физическими объектами и т.п.). Чем больше частота его ядра и частота памяти, тем меньше будет нагрузки на центральный процессор. Особенное внимание к графическому процессору должны проявить геймеры.

Технологии многопоточности процессоров: принцип работы и сферы применения | Процессоры | Блог

Физические ядра, логические ядра, технологии многопоточности — все это разрабатывалось инженерами для увеличения производительности компьютерного железа, требования к которому постоянно растут. Программы и игры требуют все больше ресурсов. Как же производители процессоров увеличивают мощность своих детищ? Процессор является «сердцем» компьютера и выполняет вычисления, необходимые для работы софта. Модели CPU отличаются между собой даже в рамках одного семейства. Например, Intel Core i7 отличается от i5 технологией многопоточности под названием «Hyper-Threading», о которой далее пойдет речь (Core i3, i9, и некоторые Pentium также обладают данной технологией).

Принцип работы процессорных ядер и многопоточности

В современных операционных системах одновременно работает множество процессов.
Нагрузка от операционной системы на процессор идет по так называемому конвейеру, на который «выкладываются» нужные задачи для ядра. В качестве примера возьмем одно ядро процессора на частоте 4 ГГц с одним ALU (арифметико-логическое устройство) и одним FPU (математический сопроцеесор). Частота в 4 ГГц означает, что ядро исполняет 4 миллиарда тактов в секунду. К ядру по конвейеру поступают задачи, требующие исполнительной мощности, на которые тратится процессорное время. 

Часто происходят случаи, когда для выполнения необходимой операции процессору приходится ждать данные из кеша более низкой скорости (L3 кеш), или же оперативной памяти. Данная ситуация называется кэш-промах. Это происходит, когда в кэше ядра не была найдена запрошенная информация и приходится обращаться к более медленной памяти. Также существуют и другие причины, заставляющие прерывать выполнение операции ядром, что негативно сказывается на производительности.

Данный конвейер можно представить, как настоящую сборочную линию на заводе — рабочий (ядро) выполняет работу, поступающую к нему на ленту. И если необходимо взять нужный инструмент, работник отходит, оставляя конвейер простаивать без работы. То есть, исполняемая задача прерывается. Инструментом, за которым пошел рабочий, в данном случае является информация из оперативной памяти или же L3 кэша. Поскольку L1 и L2 кэш намного быстрее, чем любая другая память в компьютере, работа с вычислениями теряет в скорости.

На конвейере с одним потоком не могут выполняться одновременно несколько процессов. Ядро постоянно прерывает выполнение одной операции для другой, более приоритетной. Если появятся две одинаково приоритетные задачи, одна из них обязательно будет остановлена, ведь ядро не сможет работать над ними одновременно. И чем больше поступает задач одновременно, тем больше прерываний происходит.

Способы увеличения производительности процессоров

Разгон

При увеличении частоты ядра повышается количество исполняемых операций за секунду. Казалось бы, с возрастанием производительности процессора проблемы должны исчезнуть. Но все не так просто, как хотелось бы думать. Прирост от увеличения частоты ЦП нелинейный. Множество процессов все еще делят одно ядро между собой и обращаются к памяти. Кроме того, не решается проблема с кэш-промахами и прерываниями операций, поскольку объем кэша от разгона не изменяется. Разгон — не самый лучший способ решения проблемы нехватки потоков. В пример можно привести всю ту же сборочную линию: рабочий увеличивает темп работы, но по-прежнему не умеет собирать два и более заказа одновременно. 

Увеличение количества потоков на ядро

В процессорах Intel данная технология носит название Hyper-Threading, а в процессорах от Amd — SMT. Производители добавляют еще один регистр для работы со вторым конвейером. Пока один поток простаивает, ожидая нужные данные, свободная вычислительная мощность может быть использована вторым потоком. На кристалл же добавлен еще один контроллер прерываний и набор регистров.

Появляется возможность избавиться от последствий прерывания операций и сокращения времени простоя процессорной мощности. Благодаря чему ядро с двумя потоками выполняет больше работы за одинаковый отрезок времени, нежели в случае с однопотоком. На примере с рабочим: у конвейера появляется вторая сборочная линия, на которую выкладываются заказы. Пока производство на первой ленте простаивает в ожидании нужных инструментов, рабочий приступает к работе на второй ленте, сокращая время перерыва.

Стоит учитывать, что логический поток это не второе ядро, как может показаться с первого взгляда. Это лишь дополнительная «линия производства», чтобы более эффективно использовать доступную мощность. Из минусов технологии Hyper-Threading или SMT можно выделить увеличение тепловыделения, недостаток кэша (кэш на два потока по-прежнему общий), и проблемы с оптимизацией некоторых программ или игр, не способных отличать настоящее ядро от логического потока.

Именно по этой причине процессоры серии i7 «горячее» и имеют больше кэша по сравнению с i5. Использование технологии многопоточности может принести примерно до 30 % прироста производительности. Все это применимо как к Intel Hyper-Threading, так и к AMD SMT, поскольку технологии во многом схожи. Может возникнуть вопрос: «Если можно добавить второй поток, то почему бы не добавить третий и четвертый?» Это реализуемо, но не имеет смысла, поскольку кэш одного ядра достаточно мал для большего количества потоков и прироста производительности практически не будет.

Увеличение количества ядер

Это самый действенный способ решения проблемы, поскольку каждый конвейер теперь располагает своим FPU, ALU и кэшем, который не придется делить с другим потоком. Разные процессы используют разные ядра, из-за чего реже происходят кэш-промахи и конфликты приоритетных задач. Способ, разумеется, несет в себе некоторые издержки для производителей: дороговизна разработки и производства, увеличение тепловыделения и размера кристалла, и, как результат, повышается итоговая стоимость процессора. 

Сферы применения многопоточных процессоров

С развитием компьютерных технологий перечень программ, использующих многопоточность, неуклонно растет. Это дает огромный простор разработчикам для создания нового софта и игр. Например, сейчас каждый современный triple-A проект оптимизирован для многопоточных процессоров, что позволяет наслаждаться игрой, получая высокий уровень fps на многоядерном CPU.

Еще больше распространены многоядерные системы в среде разработчиков. Программы для 3D-моделирования, монтажа видео и создания музыки требуют параллельного выполнения большого количества задач, с чем хорошо справляются системы с Hyper-Threading или SMT. В операционных системах мощность одного потока может тратиться на фоновые задачи (Skype, браузер, мессенджер), в то время как остальные задействуются для тяжелой игры или программы.

Но далеко не всегда увеличение количества потоков означает увеличение общей производительности. Почему же SMT процессоры порой уступают немногопоточным собратьям? Дело в программной поддержке. Иногда плохо оптимизированные программы не могут отличать логический поток от настоящего ядра, из-за чего на одно ядро может попасть две тяжелых задачи и замедлить работу. Тем не менее, подобные технологии имеют огромный потенциал, главное — грамотно реализовать его на программном уровне.

Что такое ядро процессора 🚩 Комплектующие и аксессуары

Ядро – это часть микропроцессора, которое выполняет один поток команд. Оно, являясь главной частью микропроцессора, определяет большинство его параметров. Среди них можно отметить тип сокета, частоту работы внутренней шины передачи данных (FSB), диапазон рабочих частот процессора.
Сокет – это гнездо для монтажа процессора.

Характеристики ядра

Выделяют три основных характеристики ядра: напряжение и теплоотдача, технологический процесс, объем внутреннего кэша первого и второго уровня.

Теплоотдача ядра влияет на нагрев процессора во время работы.

Кэш – это сверхоперативная память. Она используется центральным процессором для ускорения времени доступа к компьютерной памяти. Кэш-память в современных компьютерах имеет два уровня. Каждый процессор имеет собственную кеш-память первого уровня. Она интегрирована в ядро процессора. Если процессор имеет два ядра и память второго уровня у них общая, в таком случае это только один процессор. Ядро процессора может быть полноценным только тогда, когда есть собственная двухуровневая кеш-память. В основном такие процессоры используют на мощных серверах и компьютерах.

Двухъядерный процессор

Для минимальной комплектации достаточно иметь двухъядерный процессор. Причем он используется в планшетах, смартфонах и мобильных компьютерных устройствах.

Впервые двухъядерный чип стал массово использоваться в 2005 году. Он получил название Pentium D. В основном чип использовали на серверах без встраивания в ПК.

Процессор (центральное процессорное устройство) – это кристалл, на поверхности которого расположены микроскопические транзисторы, резисторы и проводники. Также на схеме напылены золотые контакты, которые монтируют в корпус, а затем в чипсет.

Чипсет – это набор взаимодействующих между собой микросхем.
Таким образом можно представить внутри микросхемы два кристалла, взаимосвязанных и действующих как единое целое.

Число ядер, отличающееся от единицы, разработано для распределения выполняемой задачи. Например, пользователь просматривает в интернете сайты, перегруженные скриптами. При работе центрального микропроцессора с двумя ядрами, страницы сайтов не будут сильно нагружать оперативную память, так как обработка идет каждым ядром параллельно и происходит обращение к кэш-памяти.

Что такое ядро операционной системы?

Наверх
  • Рейтинги
  • Обзоры
    • Смартфоны и планшеты
    • Компьютеры и ноутбуки
    • Комплектующие
    • Периферия
    • Фото и видео
    • Аксессуары
    • ТВ и аудио
    • Техника для дома
    • Программы и приложения
  • Новости
  • Советы
    • Покупка
    • Эксплуатация
    • Ремонт
  • Подборки
    • Смартфоны и планшеты
    • Компьютеры
    • Аксессуары
    • ТВ и аудио
    • Фото и видео
    • Программы и приложения
    • Техника для дома
  • Гейминг

Kernel (информатика) - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Показывает работу ядра в компьютере

Ядро - это центральная часть операционной системы. Он управляет операциями компьютера и оборудования, в первую очередь памятью и временем процессора. [1]

Есть пять типов ядер:

  • Микроядро, которое содержит только базовую функциональность;
  • Монолитное ядро, содержащее множество драйверов устройств.
  • Гибридное ядро ​​
  • Экзокернал
  • Microkernal

Пользователь компьютера никогда не взаимодействует напрямую с ядром. Он работает за кулисами и его нельзя увидеть, за исключением текстовых журналов, которые он распечатывает.

Ядро - это наиболее фундаментальная часть операционной системы. Его можно рассматривать как программу, управляющую всеми другими программами на компьютере. Когда компьютер запускается, он выполняет некоторые функции инициализации (загрузки), например, проверку памяти.Он отвечает за назначение и отмену назначения пространства памяти, которое позволяет запускать программное обеспечение.

Ядро предоставляет услуги, чтобы программы могли запрашивать использование сетевой карты, диска или другого оборудования. Ядро пересылает запрос специальным программам, называемым драйверами устройств, которые управляют оборудованием. Он также управляет файловой системой и устанавливает прерывания для ЦП, чтобы разрешить многозадачность. Многие ядра также отвечают за то, чтобы неисправные программы не мешали работе других, запрещая доступ к памяти, которая не была им выделена, и ограничивая количество процессорного времени, которое они могут потреблять.Это сердце операционной системы.

Микроядра и монолитные ядра [изменить | изменить источник]

В операционных системах обычно используются монолитные ядра. В Linux, например, драйверы устройств часто являются частью ядра (в частности, загружаемые модули ядра). Когда требуется устройство, его расширение загружается и «присоединяется» к ядру, увеличивая размер ядра. Монолитные ядра могут вызвать проблемы, если один из этих драйверов неисправен, например, если загружен бета-драйвер.Поскольку он является частью ядра, неисправный драйвер может переопределить механизмы, работающие с неисправными программами (см. Выше). Это может означать, что ядро, а значит, и весь компьютер могут перестать функционировать. Если устройств слишком много, ядру также может не хватить памяти, что приведет к сбою системы или замедлению работы компьютера.

Микроядра - способ решения этой проблемы. В операционной системе с микроядром ядро ​​занимается только критическими действиями, такими как управление памятью и процессором, и ничем другим.Драйверы и другие функции, которые монолитные ядра обычно включают в ядро, перемещаются за пределы ядра, где они находятся под контролем. Поэтому бета-драйвер не является неконтролируемой частью ядра, поэтому вероятность его сбоя не выше, чем у бета-браузера. То есть, если драйвер выходит из строя, ядро ​​может просто перезапустить его. К сожалению, создание операционных систем на основе микроядра очень сложно, и не существует общих операционных систем на основе микроядра.Minix и QNX - это операционные системы на микроядре.

.

Что такое ядро? | Определение и значение ядра

п{ семейство шрифтов: Монтсеррат! важно; размер шрифта: 14 пикселей! важно; высота строки: 1,8! важно; } .tdi_63_4bb h2 { семейство шрифтов: Montserrat! important; размер шрифта: 24px! важно; высота строки: 1! важно; вес шрифта: 700! важно; преобразование текста: верхний регистр! важно; расстояние между буквами: 1px! важно; } .tdi_63_4bb h3 { семейство шрифтов: Montserrat! important; размер шрифта: 22px! важно; высота строки: 1! важно; вес шрифта: 700! важно; преобразование текста: верхний регистр! важно; расстояние между буквами: 1px! важно; }.tdi_63_4bb h4 { семейство шрифтов: Montserrat! important; размер шрифта: 20 пикселей! важно; высота строки: 1! важно; вес шрифта: 700! важно; преобразование текста: верхний регистр! важно; расстояние между буквами: 1 пикселей! важно; } .tdi_63_4bb h5 { семейство шрифтов: Montserrat! important; размер шрифта: 18 пикселей! важно; высота строки: 1! важно; вес шрифта: 700! важно; преобразование текста: верхний регистр! важно; расстояние между буквами: 1 пикселей! важно; } .tdi_63_4bb h5 { семейство шрифтов: Montserrat! important; размер шрифта: 16 пикселей! важно; высота строки: 1! важно; вес шрифта: 700! важно; преобразование текста: верхний регистр! важно; расстояние между буквами: 1 пикселей! важно; }.tdi_63_4bb h6 { семейство шрифтов: Montserrat! important; размер шрифта: 14 пикселей! важно; высота строки: 1! важно; вес шрифта: 700! важно; преобразование текста: верхний регистр! важно; расстояние между буквами: 1 пикселей! важно; } .tdi_63_4bb li { семейство шрифтов: Montserrat! important; размер шрифта: 14 пикселей! важно; высота строки: 1,8! важно; вес шрифта: 600! важно; } .tdi_63_4bb li: до { маржа сверху: 1px; высота строки: 25,2 пикселей! важно; } .tdi_63_4bb .tdb-block-inner blockquote p { семейство шрифтов: Montserrat! important; размер шрифта: 24 пикселя! important; высота строки: 1.4! Important; font-weight: 700! Important; text-transform: uppercase! Important; letter-spacing: 1px! Important; цвет: # ec4b43; } .tdi_63_4bb .wp-caption-text, .tdi_63_4bb figcaption { семейство шрифтов: Montserrat! important; цвет: # b2b2b2; } .tdi_63_4bb, .tdi_63_4bb p { цвет: # 444444; } .tdi_63_4bb h2, .tdi_63_4bb h3, .tdi_63_4bb h4, .tdi_63_4bb h5, .tdi_63_4bb h5, .tdi_63_4bb h6 { цвет: # 1f1671; }.tdi_63_4bb a { цвет: # ec4b43; } .tdi_63_4bb a: hover { цвет: # 81c3d7; } .tdi_63_4bb .page-nav a, .tdi_63_4bb .page-nav span, .tdi_63_4bb .page-nav> div { семейство шрифтов: Montserrat! important; } / * портрет * / @media (min-width: 768px) и (max-width: 1018px) { .tdi_63_4bb, .tdi_63_4bb> p { семейство шрифтов: Монтсеррат! важно; размер шрифта: 13 пикселей! важно; высота строки: 1,8! важно; } .tdi_63_4bb li { семейство шрифтов: Montserrat! important; размер шрифта: 13 пикселей! important; высота строки: 1.8! Important; font-weight: 600! Important; } .tdi_63_4bb li: до { маржа сверху: 1px; высота строки: 23,4 пикселя! важно; } } /]]>

.

Что такое ядро ​​в Linux и как проверить свою версию?

Существует так много дистрибутивов Linux, но есть только одно, что у них гарантированно будет общего: ядро ​​Linux. Тем не менее, хотя многие люди говорят о ядре Linux, многие на самом деле не знают, что оно делает.

Давайте посмотрим на ядро ​​Linux и на то, зачем оно нужно, используя как можно меньше интересных терминов.

Что такое ядро?

A map of the Linux kernel's functions

Каждая операционная система использует ядро.Без ядра у вас не может быть компьютера, который действительно работает. Вы можете видеть и взаимодействовать с большим количеством разного программного обеспечения, но основную часть работы выполняет ядро.

Ядро служит мостом между аппаратным обеспечением вашего компьютера и программным обеспечением, которое вы хотите запустить.Он общается с оборудованием через драйверы, которые включены в ядро ​​(или устанавливаются позже в виде модуля ядра).

Таким образом, когда приложение хочет что-то сделать (например, изменить настройку громкости динамиков), оно может отправить этот запрос в ядро, и ядро ​​может использовать доступные драйверы динамиков для фактического изменения громкости.

Ядро также активно участвует в управлении ресурсами.Он должен убедиться, что для запуска приложения достаточно памяти, а также для размещения приложения в нужном месте в памяти. Ядро пытается оптимизировать использование процессора, чтобы оно могло выполнять задачи как можно быстрее.

Сбои могут привести к тупикам, когда вся система останавливается, потому что одному приложению нужен ресурс, который использует другое.

Что такое ядро ​​Linux?

Технически неправильно думать о Linux как о полноценной операционной системе.На самом деле Linux относится конкретно к ядру, названному в честь основателя Линуса Торвальдса. Все остальное, что вы видите на экране, принадлежит другим проектам и разработчикам.

Ядро Linux Торвальдс создал в 1991 году.Первоначально он назвал проект Freax (сочетание слов «бесплатно», «урод» и «UNIX»). Коллега предпочел имя Linux, и это имя прижилось. Торвальдс выпустил первую версию Linux в 1992 году под лицензией GNU с авторским левом, что стало большой частью успеха проекта.

Большая часть опыта работы с настольными компьютерами Linux исходит из проекта GNU, более старой инициативы, в рамках которой была создана почти полная операционная система для настольных компьютеров.Все, что ему было нужно, - это ядро, и Linux удовлетворил эту потребность. Вот почему некоторые люди называют эту ОС GNU / Linux.

gnu-linux

Другие бесплатные рабочие столы с открытым исходным кодом, такие как FreeBSD, выглядят как Linux, потому что на них работает большая часть того же программного обеспечения GNU.

Поскольку ядро ​​Linux было доступно под лицензией GNU, было меньше интереса к продолжению разработки отдельного ядра как части проекта GNU.И вместо того, чтобы создавать другие конкурирующие ядра, например, в Windows и macOS, многие компании решили использовать ядро ​​Linux и вносить в него свой вклад.

Ядро Linux превратилось в масштабный проект, содержащий миллионы строк кода.Тысячи людей и более тысячи компаний внесли свой вклад в разработку ядра. Это один из самых ярких примеров бесплатного программного обеспечения с открытым исходным кодом в мире.

Для чего используется ядро ​​Linux

Хотя Linux остается относительно нишевой операционной системой для настольных ПК, ядро ​​широко используется в других местах.Благодаря Android ядро ​​Linux теперь работает на большинстве смартфонов в мире. Он присутствует на всех типах мобильных устройств, включая носимые устройства и камеры.

На Linux работают 500 самых мощных суперкомпьютеров и большая часть нашей интернет-инфраструктуры.Когда вы думаете об облаке, вы думаете преимущественно о взаимосвязанных серверах на базе Linux.

Linux зародился как хакерский проект, и хотя ядро ​​получило почти невообразимое корпоративное распространение, Linux по-прежнему поддерживает оборудование для мастеров.Крошечный Raspberry Pi за 35 долларов - это компьютер размером с кредитную карту под управлением Linux, полностью открытый для людей, которые могут изменять и использовать в проектах, как им нравится.

Не только.Такие конкуренты, как Pine64, помогли резко снизить стоимость вычислений.

Как проверить версию ядра Linux

Ядро находится в активной разработке, поэтому новые версии Linux выходят постоянно.

Самый простой способ узнать, какая версия установлена ​​на вашем компьютере и которая будет работать с любой версией Linux, - это использовать

  без названия  

команда.Это инструмент командной строки, который предоставляет системную информацию. Вы можете найти версию ядра Linux, которую используете, открыв окно терминала и набрав следующее:

  uname -r  

В настоящее время я использую ядро ​​Linux версии 4.20.16-200.fc29.x86_64 . Давайте разберемся, что это значит.

  • 4 относится к версии ядра.
  • Номер 20 относится к текущей основной версии.
  • 16 относится к текущей незначительной версии.
  • 200 относится к исправлениям ошибок и заплатам, примененным к этому выпуску.

Последний бит будет специфичным для используемого вами дистрибутива.Эта строка указывает на то, что я использую 64-разрядную версию Fedora 29.

Стоит ли обновлять ядро ​​Linux?

По большей части ядро ​​Linux спокойно работает в фоновом режиме.Вы не знаете, что это есть, и у вас нет причин думать об этом. По большей части, лучший способ обновить версию ядра Linux - это обновить до последней версии предпочитаемой вами операционной системы на основе Linux.

Новые версии Ubuntu и Fedora, например, выходят примерно каждые шесть месяцев и приносят с собой более новую версию ядра Linux.

Хотя ядро ​​в значительной степени невидимо, есть несколько причин для обновления до более нового ядра Linux.В отличие от Windows, драйверы оборудования Linux идут в комплекте с ядром Linux. Поэтому, если у вас относительно новый ноутбук с динамиками, Wi-Fi или сенсорной панелью, которые ваша версия Linux еще не обнаруживает, возможно, вам придется дождаться более новой версии. Релизы также улучшают стабильность и скорость, поэтому ваш компьютер может работать более плавно с одной версией по сравнению с другой.

Чтобы узнать больше об этой теме, посмотрите, почему Windows, поставляющая ядро ​​Linux, меняет ситуацию.

utorrent-scandal 7 подземных торрент-сайтов для получения контента без цензуры

Вам нужны специализированные поисковые системы, чтобы найти легальные торренты, закрытые дома, публичные записи и даже НЛО.Войдите в даркнет.

Об авторе Бертель Кинг (Опубликовано 324 статей)

Бертел - цифровой минималист, который пишет с ноутбука с физическими переключателями конфиденциальности и операционной системой, одобренной Free Software Foundation.Он ценит этику выше функций и помогает другим контролировать свою цифровую жизнь.

Ещё от Bertel King
Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать технические советы, обзоры, бесплатные электронные книги и эксклюзивные предложения!

Еще один шаг…!

Подтвердите свой адрес электронной почты в только что отправленном вам электронном письме.

.

Ядро Linux - GeeksforGeeks

Ядро Linux

Основное назначение компьютера - выполнение предопределенной последовательности инструкций , известной как программа . Выполняемую программу часто называют процессом . Сейчас большинство компьютеров специального назначения предназначены для запуска одного процесса, но в сложной системе, такой как компьютер общего назначения, предполагается одновременное выполнение множества процессов.Для любого процесса требуются аппаратные ресурсы, такие как память, время процессора, место для хранения и т. Д.

В компьютере общего назначения, на котором одновременно выполняется множество процессов, нам необходим средний уровень для эффективного и справедливого управления распределением аппаратных ресурсов компьютера между всеми различными процессами, выполняющимися на компьютере. Этот средний уровень называется ядром . По сути, ядро ​​виртуализирует общие аппаратные ресурсы компьютера, чтобы предоставить каждому процессу свои собственные виртуальные ресурсы.Это создает впечатление, будто это единственный процесс, запущенный на машине. Ядро также отвечает за предотвращение и устранение конфликтов между различными процессами.

Это схематично представлено ниже:


Рисунок: Виртуальные ресурсы для каждого процесса

Основные подсистемы ядра Linux следующие:



  1. Планировщик процессов
  2. Блок управления памятью (MMU)
  3. Виртуальная файловая система (VFS)
  4. Сетевое устройство
  5. Блок межпроцессного взаимодействия


Рисунок: Ядро Linux

В данной статье мы сосредоточимся только на первых трех важных подсистемах ядра Linux.

Основные функции каждой из первых трех подсистем описаны ниже:

  • Планировщик процессов:
    Эта подсистема ядра отвечает за справедливое распределение времени процессора между всеми процессами, запущенными в системе одновременно.
  • Блок управления памятью:
    Этот субблок ядра отвечает за правильное распределение ресурсов памяти между различными процессами, запущенными в системе. MMU делает больше, чем просто предоставляет отдельные виртуальные адресные пространства для каждого из процессов.
  • Виртуальная файловая система:
    Эта подсистема отвечает за предоставление унифицированного интерфейса для доступа к хранимым данным в различных файловых системах и на физических носителях.

Вниманию читателя! Не переставай учиться сейчас. Получите все важные концепции теории CS для собеседований SDE с помощью курса CS Theory Course по приемлемой для студентов цене и будьте готовы к работе в отрасли.

.

Что такое операционная система? Типы ОС, функции и примеры

  • Домашняя страница
  • Тестирование

      • Назад
      • Гибкое тестирование
      • BugZilla
      • Cucumber
      • Тестирование базы данных счетчика
      • 0002
      • J2000
      • JUnit
      • LoadRunner
      • Ручное тестирование
      • Мобильное тестирование
      • Mantis
      • Почтальон
      • QTP
      • Назад
      • Центр качества (ALM)
      • 000
      • Центр качества (ALM)
      • 000 Управление тестированием
      • TestLink
  • SAP

      • Назад
      • ABAP
      • 9000 3 APO
      • Начинающий
      • Basis
      • BODS
      • BI
      • BPC
      • CO
      • Назад
      • CRM
      • Crystal Reports
      • MMO
      • HAN
      • Назад
      • PI / PO
      • PP
      • SD
      • SAPUI5
      • Безопасность
      • Менеджер решений
      • Successfactors
      • SAP Tutorials

  • Web
  • AngularJS
  • ASP.Net
  • C
  • C #
  • C ++
  • CodeIgniter
  • СУБД
  • JavaScript
  • Назад
  • Java
  • JSP
  • Kotlin

Основы работы с компьютером: внутри компьютера

закрыть поиск поиск меню

Темы

печать
  • Английский expand_more expand_less
  • Español
  • Português

Внутри компьютера

Вернуться к учебнику закрыть
  • Я бы хотел...
    • Начать работу с компьютерами
    • Изучите Microsoft Office
    • Устроиться на работу
    • Улучшить свои рабочие навыки
    • Создавайте красивые документы
    • Больше...
  • Microsoft
    • Офис 2019 | 2016 | 2013
    • слово
    • Excel
    • Силовая установка
    • Доступ
    • Формулы Excel
    • Больше...
  • Основные навыки
    • Компьютеры
    • Смартфоны и планшеты
    • Учебник по вводу текста
    • Windows
    • Больше...
  • Интернет-навыки
    • Интернет
    • Интернет-безопасность
    • Социальные медиа
    • Эл. адрес
    • Поиск лучше
    • Больше...
  • Google
    • Gmail
    • Гугл документы
    • Google Таблицы
    • Больше...
  • Работа и карьера
    • Планирование карьеры
    • Написание резюме
    • Сопроводительные письма
    • Поиск работы и работа в сети
    • Деловое общение
    • Больше...
  • Навыки на сегодня
    • Адаптация к изменениям
    • 3D печать
    • Носимые
    • Внештатную работу
    • Личные финансы
    • Совместная экономика
    • Принятие решений
    • Больше...
  • Творчество и дизайн
    • Графический дизайн
    • Креативность
    • Фотография
    • Редактирование изображений
    • Фотошоп
    • Больше...
  • Основные навыки
    • Математика
    • Чтение
    • Грамматика
    • Изучение языка
    • Больше...
  • Для преподавателей
  • Переводы
  • Выбор персонала
  • Все темы
поиск меню Все темы Мой счет О нас часто задаваемые вопросы Связаться с нами .

Смотрите также