Kişisel bilgisayarlar ilk icat edildiğinde, merkezi işlem birimi (CPU) tek başına duruyordu ve sadece bir işlemci çekirdeğine sahipti. İşlemcinin kendisi çekirdekti; Çok çekirdekli bir işlemciye sahip olma fikri henüz duyulmamış. Bugün, bilgisayarları, telefonları ve birden fazla çekirdeği olan diğer aygıtları görmek hiç de nadir değildir - aslında, hemen hemen her türlü ticari olarak satılan her bilgisayarda birden fazla çekirdek vardır. Bu çekirdekler aynı, tek, CPU veya Merkezi İşlem Birimi'nde bulunur.
Birden fazla çekirdeğe sahip olmak büyük bir avantajdır. Yalnızca bir çekirdekli bir bilgisayar, bir seferde yalnızca bir görev üzerinde çalışabilir, bir görevin diğerine geçmeden önce tamamlanması gerekir. Bununla birlikte, daha fazla çekirdekle, bir bilgisayar aynı anda birden fazla görevde çalışabilir; bu, çok sayıda çoklu görev yapanlar için özellikle yararlıdır.
Çok çekirdekli işlemcilerin tam olarak nasıl işlediğine dalmadan önce, biraz daha fazla çekirdekli işlemcinin ne yaptığını tartışacağımız, işleme teknolojisinin temelini biraz konuşmak önemlidir.
Bazı Tarihçe
Çok çekirdekli işlemciler kurulmadan önce, Intel ve AMD gibi insanlar ve şirketler, birden fazla CPU'lu bilgisayarlar kurmaya çalıştı. Bunun anlamı, birden fazla CPU soketine sahip bir anakartın gerekli olmasıdır. Bu, sadece başka bir CPU soketi için gereken fiziksel donanım nedeniyle daha pahalı değil, aynı zamanda iki işlemci arasında olması gereken iletişimin artması nedeniyle gecikmeyi de arttırdı. Bir ana kart, verileri yalnızca işlemciye göndermek yerine, bilgisayardaki iki ayrı konum arasında ayırmak zorunda kaldı. Fiziksel mesafe aslında bir sürecin daha yavaş olduğu anlamına gelir. Bu işlemlerin birden fazla çekirdeğe sahip bir yonga üzerine yerleştirilmesi, yalnızca seyahat etmek için daha az mesafenin olması anlamına gelmez, aynı zamanda, farklı çekirdeğin, özellikle ağır işleri yapmak için kaynakları paylaşabileceği anlamına gelir. Örneğin, Intel'in Pentium II ve Pentium III yongalarının her ikisi de tek bir anakart üzerinde iki işlemcili versiyonlarda uygulandı.
Bir süre sonra, işlemcilerin daha güçlü olması gerekiyordu, bu yüzden bilgisayar üreticileri hiper iş parçacığı kavramını ortaya koydu. Konseptin kendisi Intel’den geldi ve ilk kez 2002 yılında şirketin Xeon sunucu işlemcilerinde ve daha sonra da Pentium 4 masaüstü işlemcilerinde tasarlandı. Günümüzde hala işlemcide Hyper-threading kullanılmaktadır ve Intel'in i5 yongaları ve i7 yongaları arasındaki temel fark bile budur. Temel olarak, özellikle görevler diğer programlar için kullanılabilecek fazla işlem gücü gerektirmediğinde, bir işlemcide sıklıkla kullanılmayan kaynaklar olması gerçeğinden faydalanır. Hiper iş parçacığı kullanan bir işlemci temel olarak kendisini iki çekirdeğe sahip bir işletim sistemine sunar. Tabii ki, gerçekten iki çekirdeği yok, ancak mevcut veya daha az işlem gücünün yarısını kullanan iki program için, birlikte çalıştıran tüm güçten faydalanabilmeleri nedeniyle iki çekirdek de olabilir. İşlemcinin sunduğu. Bununla birlikte, hiper iş parçacığı, çekirdeği kullanan iki program arasında paylaşılacak yeterli işlem gücü olmadığında, iki çekirdekli bir işlemciden biraz daha yavaş olacaktır.
Burada, hiper iş parçacılığının kısa, daha ayrıntılı bir açıklamasını veren, anlayışlı bir video bulabilirsiniz.
Çok İşlemciler
Çok denemeden sonra, çok çekirdekli işlemciler nihayet inşa edilebildi. Bunun anlamı, tek bir işlemcinin temelde birden fazla işlem ünitesine sahip olmasıydı. Örneğin, çift çekirdekli bir işlemcide iki işlem birimi, dört çekirdekli dört tane vb. Vardır.
Peki neden şirketler birden fazla çekirdekli işlemciler geliştirdi? Eh, daha hızlı işlemcilere olan ihtiyaç gittikçe daha belirgin hale geliyordu, ancak tek çekirdekli işlemcilerdeki gelişmeler yavaşlıyordu. 1980'lerden 2000'lere kadar mühendisler işlem hızını birkaç megahertz'den birkaç gigahertz'e çıkarmayı başardılar. Intel ve AMD gibi şirketler bunu, aynı miktarda alanda daha fazla transistöre izin veren ve böylece performansı artıran transistörlerin boyutunu küçülterek yaptılar.
İşlemci saat hızının bir çip üzerine kaç transistörün sığabileceği ile çok bağlantılı olması nedeniyle, transistör küçülme teknolojisi yavaşlamaya başladığında, artan işlemci hızlarındaki gelişme de yavaşlamaya başladı. Şirketler ilk önce çok çekirdekli işlemcilerden haberdar olmadıklarında, ticari amaçlarla çok çekirdekli işlemcilerle deney yapmaya başladıkları zamanlardı. Çok çekirdekli işlemciler ilk olarak 1980'lerin ortalarında geliştirilirken, büyük şirketler için tasarlandılar ve tek çekirdekli teknoloji yavaşlamaya başlayana kadar gerçekten tekrar ziyaret edilmediler. İlk çok çekirdekli işlemci Rockwell International tarafından geliştirildi ve 6501 yongasının bir yonga üzerinde iki 6502 işlemcisi olan bir versiyonuydu (burada daha fazla ayrıntı bu Wikipedia girişinde bulunabilir).
Çok Çekirdekli İşlemci Ne Yapar?
Tamam, hepsi oldukça basit. Birden fazla çekirdeğe sahip olmak, aynı anda birden fazla şeyin yapılmasını sağlar. Örneğin, e-postalar üzerinde çalışıyorsanız, bir Internet tarayıcısını açık tuttuğunuzda, mükemmel bir e-tablo üzerinde çalışıyorsanız ve iTunes'da müzik dinliyorsanız, dört çekirdekli bir işlemci tüm bu şeyleri aynı anda çalıştırabilir. Veya, bir kullanıcının hemen tamamlanması gereken bir görevi varsa, daha küçük ve daha kolay işlenebilir görevlere ayrılabilir.
Birden fazla çekirdek kullanmak da yalnızca birden fazla programla sınırlı değildir. Örneğin, Google Chrome her yeni sayfayı farklı bir işlemle oluşturur; bu, bir kerede birden fazla çekirdekten yararlanabileceği anlamına gelir. Bununla birlikte, bazı programlar, tek iş parçacıklı olarak adlandırılan programdır; bu, birden fazla çekirdek kullanabilecekleri için yazılmadıkları ve bu şekilde yapamadıkları anlamına gelir. Burada Hyper-threading yeniden devreye girerek Chrome'un tek bir çekirdekte iki "mantıksal çekirdeğe" birden fazla sayfa göndermesini sağlar.
Çok çekirdekli işlemciler ve hiper iş parçacığı ile el ele gitmek, çoklu okuma adlı bir kavramdır. Çoklu okuma, bir işletim sisteminin, kodu en temel biçimine veya iş parçacıklarına bölerek ve aynı anda farklı çekirdeklere besleyerek birden fazla çekirdekten yararlanabilmesidir. Bu, elbette, çok çekirdekli işlemciler kadar çok işlemcilerde de önemlidir. Çoklu iş parçacığı, işletim sistemlerinin programın verimli bir şekilde çalışmaya devam edebilmesi için kodu doğru şekilde sıralamasını gerektirdiğinden, kulağınıza göre biraz daha karmaşıktır.
İşletim sistemlerinin kendisi de kendi işlemleriyle benzer şeyler yapar - sadece uygulamalarla sınırlı değildir. İşletim sistemi işlemleri, kullanıcının mutlaka bilmesi gerekmeden, işletim sisteminin her zaman arka planda yaptığı şeylerdir. Bu işlemlerin sürekli devam etmesi nedeniyle, aşırı iş parçacığı ve / veya çok sayıda çekirdeğe sahip olmak, işlemciyi uygulamalarda olup bitenler gibi başka şeyler üzerinde çalışabilecek şekilde serbest bıraktığı için çok yardımcı olabilir.
Çok Çekirdekli İşlemciler Nasıl Çalışır?
İlk olarak, anakart ve işletim sisteminin işlemciyi tanıması ve çok sayıda çekirdek olduğunu bilmesi gerekiyor. Eski bilgisayarların yalnızca bir çekirdeği vardır, bu nedenle bir kullanıcı birden çok çekirdekli daha yeni bir bilgisayara kurmaya çalıştığında eski bir işletim sistemi çok iyi çalışmayabilir. Örneğin, Windows 95 hiper iş parçacığı veya birden çok çekirdeği desteklemiyor. Tüm yeni işletim sistemleri, Windows 7, 8, yeni çıkan 10 ve Apple'ın OS X 10.10 sürümleri de dahil olmak üzere çok çekirdekli işlemcileri destekliyor.
Temel olarak, işletim sistemi daha sonra anakarta bir işlem yapılması gerektiğini söyler. Ardından anakart işlemciye bildirir. Çok çekirdekli bir işlemcide, işletim sistemi işlemciye aynı anda birden fazla şey yapmasını söyleyebilir. Esasen, işletim sisteminin yönü boyunca, veriler sabit sürücüden veya RAM'den ana kart aracılığıyla işlemciye taşınır.
Çok Çekirdekli İşlemci
Bir işlemcide, işlemcinin bir sonraki işlemi veya işlemleri için verileri tutan birden fazla önbellek düzeyi vardır. Bu önbellek seviyeleri, işlemcinin bir sonraki işlemlerini bulmak için çok uzaklara bakmak zorunda kalmamasını sağlayarak çok zaman kazandırır. İlk önbellek seviyesi L1 önbelleğidir. İşlemci, L1 önbelleğinde bir sonraki işlemi için ihtiyaç duyduğu verileri bulamazsa, L2 önbelleğine bakar. L2 önbelleği bellekte daha büyük, ancak L1 önbelleğinden daha yavaş.
Tek Çekirdekli İşlemci
Bir işlemci L2 önbelleğinde aradığı şeyi bulamazsa, L3'e doğru devam eder ve bir işlemci varsa, L4. Bundan sonra, ana belleğe veya bir bilgisayarın RAM'ına bakacaktır.
Farklı işlemcilerin fark önbelleklerini ele almasının farklı yolları da vardır. Örneğin, bazıları L2 önbelleğindeki L2 önbelleğindeki verileri kopyalar; bu işlem temel olarak işlemcinin aradığı şeyi bulabilmesini sağlamanın bir yoludur. Bu, elbette, L2 önbelleğinde daha fazla bellek kaplar.
Çok çekirdekli işlemcilerde farklı önbellek seviyeleri de devreye giriyor. Genellikle, her bir çekirdeğin kendi L1 önbelleği olur, ancak L2 önbelleğini paylaşır. Bu, birden fazla işlemci olmasından farklıdır, çünkü her bir işlemcinin kendi L1, L2 ve başka bir seviye önbelleği vardır. Birden fazla tek çekirdekli işlemci ile, önbellek paylaşımı basit bir şekilde mümkün değildir. Paylaşılan bir önbelleğe sahip olmanın ana avantajlarından biri, bir çekirdeğin önbelleği kullanmaması durumunda diğerinin kullanabileceği gerçeğinden ötürü bir önbelleği sonuna kadar kullanma yeteneğidir.
Çok çekirdekli bir işlemcide, veri ararken bir çekirdek kendi benzersiz L1 önbelleğini arayabilir ve daha sonra paylaşılan L2 önbellek, RAM ve en sonunda sabit sürücüye dalabilir.
Daha fazla çekirdek gelişimini görmeye devam edeceğimiz muhtemeldir. İşlemci saat hızları, öncekinden daha düşük oranlarda da olsa, kesinlikle daha iyi olmaya devam edecek. Akıllı telefonlar gibi şeylerde okta çekirdekli işlemcileri görmek artık nadir olmakla birlikte, yeterince kısa sürede onlarca çekirdekli işlemcileri görebiliyorduk.
Sence çok çekirdekli işlem teknolojisi nereye gidiyor? Aşağıdaki yorumlardan veya topluluk forumumuzda yeni bir başlık başlatarak bize bildirin.
