處理器的核數、線程數,有什麼作用?

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簡單來說:用來提高CPU的並行處理能力的,從用戶角度而言可以同時並行(注意不是併發)運行更多的程序。


半導體之前的發展,遵循摩爾定律:“每兩年微處理器的晶體管數量都將加倍——意味著芯片的處理能力也加倍。”。後期收到工藝的限制,之前將“晶體管縮小”的思路,受到諸多的限制:主要是發熱太高,芯片會燒掉。這個時候,想到了新辦法:增加CPU的核數。再後來,核數也不夠用了,Interl又發明了超線程技術,進一步提高CPU的並行能力。


為什麼要提高CPU的並行能力呢?

通俗點說: 比如說你有一臺電腦,如果只有一個核,那你的CPU同一時間只能幹一件事情。但是程序員發明了併發技術,讓你認為你的電腦可以同時幹多件事情。本質上是將時間分片,你的CPU一段時間內執行任務A, 一段時間執行任務B, 讓用戶誤以為可以同時執行多個任務。到後來,如果碰到計算密集型任務,如果一個任務,霸佔CPU時間,另外一個任務就只能等待,這時候用戶會感覺到電腦卡頓沒反應。而多核、超線程技術就可以解決這個問題。


技術層面:多核、多線程,可以讓你的操作系統在運行多個任務的同時保證一定的響應能力,大大提高計算效率。


以我電腦上的CPU為例: 4核8線程(超線程技術讓一核支持兩線程),見下圖


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處理器中的核心以及線程代表了處理信息的通道,核心和線程數越多,通道就越多,就可以在多通道內並行處理多條不同的信息,這樣就大大的增加了處理器的工作效率,提高運算速度。


事實上,處理器中的每個核心就是一個CPU處理設備,只對應一個線程,但凡事有例外,英特爾的處理器支持超線程技術,即一個核心可以通過模擬實現兩個線程,等於在一定的時間內單核心可以同時處理兩個任務,提高了CPU的利用率。以上說明不是那麼好理解,為了加以說明,我們來看下面的形象解釋。

形象的解釋處理器中的核心和線程

我們可以把處理器想象成是一個業務處理中心,比如銀行,線程數就相當於開通了幾個窗口,處理器核心就相當於是窗口中的櫃員,窗口和櫃員越多,可以同時辦理的業務就越多,相應的速度就會越快。



正常情況下,一個窗口對應著一個櫃員,而超線程技術就相當於一個櫃員管理著兩個窗口,使用左右手同時辦理兩個窗口的業務,這樣就大大的提高了核心的使用效率,增加業務辦理速度。這樣雖然要比單核單線程處理速度快,但終歸不如兩個核心同時工作,所以只有真正的多核心才是硬道理。

綜上所述,處理器中的核心數和線程數就是指可以同時處理的任務數,多核處理器在處理多項任務時就具有很大的優勢,可以有效的提高處理速度。


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處理器的核心數一般指的就是物理核心數,像酷睿i3-8100是4核心,i5-8400是6核心,i9-9900K是8核心這樣,物理核心數是處理器的關鍵所在,也是處理各種數據的中心計算單元,多核心的處理器可以有效提高CPU的多任務性能,或者說降低CPU的佔用率,提高計算效率。

至於線程數,一般都是一個核心對應一個線程,但是自從英特爾開發出超線程技術以來,1個核心可以做到2個線程計算,4個核心則可以達到8個線程,這樣做的最大好處是不必增加物理核心就可以明顯的提高CPU多線程性能,畢竟增加物理核心是需要佔據非常大的核心面積的,從成本來說代價太大。

現在英特爾的處理器和AMD的處理器都擁有超線程技術,因為這個技術帶來的性能提升較大,所以CPU廠商也會以超線程技術來劃分產品檔次,比如i7-8700K是6核12線程,而i5-8600K就是6核6線程,兩者的性能差距主要就是在多任務性能上,單核效能都是差不多的,8700K相對更適合多開遊戲玩家和視頻/圖形創作者。

目前CPU的多線程性能效率再高也無法和物理核心數相比,同樣型號的CPU情況下,一顆物理核心大概相當於2.5個超線程的性能,所以在條件允許的情況下還是建議選擇核心數更多的產品,但是核心一旦達到6個以上,如果沒有特殊工作需求的話,再多的線程數帶來的效益並不大。


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我們在購買電腦時,關於處理器的參數,經常聽說“雙核”,“雙核四線程”,“四核”,“四核八線程”等等。下文具體說一說。

核心數+線程數

  • 多核心:為了提高電腦的性能,一個CPU集成了多個內核,這樣電腦性能就有了成倍的提升。一個CPU分為多個內核,這時物理的分割,拆開CPU是可以看到的,各個核心之間有明顯的分界線;

  • 多線程:英文名稱是“LogicalProcessors”即邏輯核心,從英文名稱更好理解一些。如今內核的性能大幅提升,內核又被拆分成多個線程,即超線程技術,是一個邏輯上的概念,模擬出CPU多個核心,操作系統一個線程也認為是一個內核;

  • 操作系統認為的核心數是物理核心數+超線程邏輯核心數,如下圖所示,我的電腦時“四核心八線程”的處理器,操作系統認為是8個核心,4個內核,每個內核2個線程。

多核心和多線程的作用

  • 多核心和多線程的技術是為了滿足完成多任務的需求,核心數越多、線程數越多,越有利於同時運行多個程序,CPU能夠並行處理多個任務數;

  • 簡單來說,處理器的核心數(包括超線程數)是一種硬件資源,資源的數量就是核心個數(物理核心+邏輯核心),通常情況下,操作系統會相對公平的將任務分配到各個核心,並且在時間片上輪流執行,操作系統的調度策略不同而不同。

如何查看電腦的核心數和線程數

win操作系統中,打開cmd窗口,輸入“wmic”命令,輸入命令“cpu get NumberOfCores”獲取CPU的核心數,輸入命令“cpu get NmuberOfLogicalProcessors”查看線程數,如下圖所示。


總之,處理器的核心數和線程數(邏輯核心)是為了完成多任務的需求,儘量發揮處理器性能發展而來的。


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處理器的核數、線程數,有什麼作用?

處理器的核數、線程數,有什麼作用,要想知道這個核數和線程數的作用,首先要了解CPU的工作原理。


先說說多核心CPU的由來。

不說太專業的術語,用直白的人個理解來說說CPU,在早期CPU的更新換代是以主頻來衡量的,主頻就是CPU的核心工作頻數,這個主頻越高,CPU在單位時間內執行的指令就越多,CPU就越快。

但是,電子產品做不到一直無限的提高主頻,當主頻達到一定的程度以後就無法再加快了,這時就出現了核心的概念。就是說,即然無法加快CPU的工作頻率,那麼我再加一個運算處理單元,一個CPU裡有兩個處理運算單元,相當於兩個CPU同時在工作,這樣兩個人幹 活肯定比一個人幹活快,這個就是CPU的核心來源,所以CPU核心越多,CPU越快。


那麼線程數是什麼意思呢?

線程數可以理解為模似出來的CPU核心數,比如四核四線程,那就是真四個CPU核心,

如果是四核八線程,這種CPU就是模擬八核心,一個核心有兩個線程,所以不能算真八核CPU,但比四核四線程性能強。

所以線程數越多,CPU性能也越好。但線程數不一定就是核心數。



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李老師簡介:創辦電腦學校,專職從事電腦教學二十餘年。


李老師電腦教學課堂


核心數 就當做你有幾隻手,

線程數 就當同時幹幾樣活。


等待左手邊的右手


其他參數相同的情況下應該是越多越快


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