Čo je dôležitejšie – počet jadier alebo taktovanie procesora

Zdá sa, že na dnešnom trhu s IPU sa spoločnosti vyrábajúce čipy dostali do Guinnessovej knihy rekordov. „Spoločnosť AMD predstavila 32-jadrový procesor Threadripper 2290WX.“! „Spoločnosť Intel vydala procesor Core i7-8086K, ktorý sa dokáže pretaktovať na 5.0GHz“! Vzhľadom na to, že každý rok padajú nové výkonnostné rekordy, ľahko sa môže stať, že si nebudete vedieť rady s tým, čo je lepšie – počet jadier alebo taktovacia frekvencia?

Prísť tomu na koreň.

Trochu analógie

Predpokladajme, že potrebujete presunúť náklad. Veľa nákladu. A sú dve možnosti – ťahať jeden veľmi rýchly stroj alebo ťahať niekoľko pomalých strojov.

Použitie niekoľkých pomalých vozidiel umožňuje presunúť veľké množstvo nákladu, ale nie veľmi rýchlo. Povedzme, že cesta z jedného mesta do druhého trvá tri dni. Ale príde to naraz, a to je skvelé.

Jeden rýchly stroj môže prepraviť o niečo menej nákladu. Z jedného mesta do druhého to však trvá len jeden deň. Potom sa však musí vrátiť späť, vyzdvihnúť zvyšok nákladu a priviezť ho späť a znova a znova a znova.

Ideálnym riešením tohto problému je použitie niekoľkých rýchlych strojov! Potom sa presunie veľa nákladu a potrvá to len jeden deň. Bohužiaľ však nežijeme v ideálnom svete.

Niekto by si pomyslel, čo s tým majú spoločné procesory?? Áno, lenže „hromada záťaže“ je tok výpočtov, ktoré musí čip vykonať. „Mnoho pomalých strojov“ je niekoľko jadier s nízkym výkonom. A „jedno rýchle“ je jedno vysoko výkonné jadro so zvýšenou taktovacou frekvenciou.

A rozhodnutie „vysoká taktovacia frekvencia alebo veľa jadier“ závisí predovšetkým od zamýšľanej oblasti použitia.

Ako funguje procesor

Procesor sa zaoberá základnými aritmetickými výpočtami. Operačný systém a softvérové prostredie premieňajú príkazy používateľa na samotné aritmetické úlohy, ktoré musí čip riešiť. To sa uskutočňuje prostredníctvom interpretov a algoritmov, ktoré špecifikujú prepojenia medzi vysokoúrovňovými a nízkoúrovňovými programovými jazykmi.

Do procesora neustále prichádza toľko príkazov. Každá akcia používateľa si vyžaduje niekoľko výpočtov (ak nie desiatky tisíc) naraz. A tieto príkazy sa musia vykonať, inak počítač jednoducho nebude fungovať.

Príkazy môžu byť veľmi odlišné. Napríklad interpretácia kódu HTML pre stránku (vrátane tejto) na grafický obrázok na obrazovke. Alebo dešifrovanie komprimovaného archívu ZIP. Alebo aj na premenu niečoho šifrovaného na zobraziteľný obrázok. Úlohy sú vo všeobecnosti veľmi odlišné a vyžadujú si rôzne zdroje.

Takže napríklad konverzia kódu HTML si vyžaduje minimum prostriedkov a môže byť vykonaná pomerne rýchlo aj na pomerne pomalom čipe. Archívy ZIP vyžadujú podstatne viac výpočtového času. A kryptografické algoritmy, ako napríklad výpočty SHA-256, preťažujú nešťastne vyzerajúci čip, a preto ich nemožno vykonávať na viacvláknových konfiguráciách.

Výpočty umelej inteligencie – napríklad v hrách – sú náročné na výpočty. Sú však malé, samostatné, a preto môžu dokonale fungovať viacvláknovo – na viacerých jadrách naraz. Tým sa dosahuje vysoký výkon v hrách.

Ale archivácia a odarchivovanie súborov je čisto jednovláknová operácia. Takže je potrebný jeden výkonný čip, inak tento proces trvá dlho. Najmä ak existuje veľa malých, rôznorodých súborov.

Napriek tomu, čo je lepšie – počet jadier alebo taktovacia frekvencia procesora?

Problémom je, že počítače sa používajú rôznymi spôsobmi. Ráno si z internetu stiahnete firmvér do telefónu a v jednom archíve sa nachádza dvetisíc 500-kilobajtových súborov. Sedím pri obede a prezerám si mačacie gify na internete. Večerné hranie, boj s viacerými nepriateľmi vo virtuálnej realite.

Inými slovami, počítač potrebuje ráno procesor s vysokou taktovacou frekvenciou, popoludní len akýkoľvek „čip“ a večer počítač s mnohými jadrami. A „zapájať“ „kamene“ v závislosti od plánovaného použitia zjavne nie je dobrý nápad.

Preto sa výrobcovia snažia vyrábať viacjadrové konfigurácie s vysokými taktovacími frekvenciami. Tak napríklad Intel Core i7-8086K (v čase písania tohto článku najvyšší v rade Kabu Lake) je vybavený šiestimi jadrami s technológiou HyperThreading a základnou taktovacou frekvenciou 4.0 GHz. Môže robiť čokoľvek! Je však drahý – v čase vydania stál 425 dolárov.

Pre domáce použitie nie je potrebné vyberať medzi taktovacou frekvenciou a počtom jadier. Ideálnym riešením by bolo dosiahnuť rovnováhu. Napríklad pri kúpe nejakého štvorjadrového čipu so základným taktom 3.0 GHz. Jeho výkon je dostatočne dobrý na absolútnu väčšinu každodenných úloh.