다중 코어 프로세서: 많을수록 항상 더 나은가요?

단일 코어에 여러 코어 추가 프로세서 최신 운영 체제의 멀티태스킹 특성 덕분에 상당한 이점을 제공합니다. 그러나 일부 목적을 위해 추가 비용에 비해 코어 수를 개선할 수 있는 실제 상한선이 있습니다.

멀티 코어 기술 발전

다중 코어 프로세서는 다음에서 사용할 수 있습니다. 개인용 컴퓨터 2000년대 초반부터. 멀티 코어 설계는 프로세서가 물리적 한계에 도달하는 문제를 해결했습니다. 클럭 속도와 얼마나 효과적으로 냉각되고 유지될 수 있는지에 대한 제한 정확성. 제조업체는 단일 프로세서 칩의 추가 코어로 이동함으로써 처리할 수 있는 데이터의 양을 효과적으로 곱함으로써 클럭 속도 문제를 피했습니다. CPU.

원래 출시되었을 때 제조업체는 단일 CPU에 2개의 코어만 제공했지만 지금은 4개, 6개, 심지어 10개 이상에 대한 옵션이 있습니다. 코어를 추가하는 것 외에도 Intel의 하이퍼 스레딩과 같은 동시 멀티스레딩 기술은 가상 코어를 두 배로 늘릴 수 있습니다. 운영 체제 본다.

프로세스 및 스레드

NS 프로세스 컴퓨터에서 실행되는 프로그램과 같은 특정 작업입니다. 프로세스는 하나 이상의 스레드로 구성됩니다.

NS 실 컴퓨터의 프로세서를 통과하는 프로그램의 단일 데이터 스트림입니다. 각 응용 프로그램은 실행 방법에 따라 고유한 하나 또는 여러 스레드를 생성합니다. 멀티태스킹이 없으면 단일 코어 프로세서는 한 번에 단일 스레드만 처리할 수 있으므로 시스템은 스레드 간에 빠르게 전환하여 겉보기에 동시적인 방식으로 데이터를 처리합니다.

다중 코어의 이점은 시스템이 동시에 둘 이상의 스레드를 처리할 수 있다는 것입니다. 각 코어는 별도의 데이터 스트림을 처리할 수 있습니다. 이 아키텍처는 동시 응용 프로그램을 실행하는 시스템의 성능을 크게 향상시킵니다. 서버는 주어진 시간에 많은 동시 응용 프로그램을 실행하는 경향이 있기 때문에 이 기술은 원래 기업 고객 — 그러나 개인용 컴퓨터가 더욱 복잡해지고 멀티태스킹이 증가함에 따라 그들도 다음과 같은 이점을 얻었습니다. 추가 코어.

소프트웨어 종속성

다중 코어 프로세서의 개념이 매력적으로 들리지만 이 기술에는 중요한 경고가 있습니다. 다중 프로세서의 진정한 이점을 누리려면 컴퓨터에서 실행되는 소프트웨어가 다중 스레딩을 지원하도록 작성되어야 합니다. 이러한 기능을 지원하는 소프트웨어가 없으면 스레드는 주로 단일 코어를 통해 실행되므로 컴퓨터의 전반적인 효율성이 저하됩니다. 결국 쿼드 코어 프로세서의 단일 코어에서만 실행할 수 있다면 기본 클럭 속도가 더 높은 듀얼 코어 프로세서에서 실행하는 것이 실제로 더 빠를 수 있습니다.

현재의 모든 주요 운영 체제는 멀티스레딩 기능을 지원합니다. 그러나 멀티스레딩은 응용 프로그램 소프트웨어에도 작성되어야 합니다. 소비자 소프트웨어의 멀티스레딩 지원은 수년에 걸쳐 개선되었지만 많은 단순 프로그램, 멀티스레딩 지원은 소프트웨어의 복잡성으로 인해 여전히 구현되지 않습니다. 짓다. 예를 들어, 메일 프로그램이나 웹 브라우저는 컴퓨터가 복잡한 계산을 처리하는 그래픽이나 비디오 편집 프로그램만큼 멀티스레딩의 큰 이점을 보지 못할 것입니다.

이러한 경향을 설명하는 좋은 예는 일반적인 컴퓨터 게임을 보는 것입니다. 대부분의 게임은 게임에서 일어나는 일을 표시하기 위해 어떤 형태의 렌더링 엔진이 필요합니다. 또한 일종의 인공 지능이 게임의 이벤트와 캐릭터를 제어합니다. 단일 코어를 사용하면 두 작업이 서로 전환되어 실행됩니다. 이 접근 방식은 효율적이지 않습니다. 시스템에 여러 프로세서가 있는 경우 렌더링과 AI가 각각 별도의 코어에서 실행될 수 있으므로 멀티 코어 프로세서에 이상적인 상황입니다.

8 > 4 > 2인가요?

주어진 컴퓨터 구매자에 대한 답은 일반적으로 사용하는 소프트웨어에 따라 달라지기 때문에 2개의 코어를 넘어서면 여러 가지 이점이 있습니다. 예를 들어, 많은 클래식 게임은 여전히 ​​2코어와 4코어 간의 성능 차이가 거의 없습니다. 최신 게임(일부는 8개의 코어가 필요하거나 지원하는 것으로 알려져 있음)조차도 기본 스레드의 효율성이 다중 스레드의 효율성을 지배한다는 점을 감안할 때 더 높은 기본 클록 속도 성능.

반면에 비디오를 트랜스코딩하는 비디오 인코딩 프로그램은 다음과 같이 엄청난 이점을 볼 수 있습니다. 개별 프레임 렌더링은 다른 코어로 전달된 다음 소프트웨어. 따라서 8개의 코어를 갖는 것이 4개를 갖는 것보다 훨씬 더 유리할 것입니다. 본질적으로 기본 스레드에는 비교적 풍부한 리소스가 필요하지 않습니다. 대신 프로세서의 코어를 최대화하는 딸 스레드에 노력을 집중할 수 있습니다.

클럭 속도

일반적으로 클럭 속도가 높을수록 프로세서가 빨라집니다. 프로세서가 여러 데이터를 처리하기 때문에 여러 코어에 상대적인 속도를 고려할 때 클록 속도가 더 모호해집니다. 추가 코어 덕분에 스레드가 줄어들었지만 각 코어는 열 제한으로 인해 더 낮은 속도로 실행됩니다.

예를 들어 듀얼 코어 프로세서는 각 프로세서에 대해 3.5GHz의 기본 클럭 속도를 지원할 수 있지만 쿼드 코어 프로세서는 3.0GHz에서만 실행됩니다. 각각의 단일 코어를 보면 듀얼 코어 프로세서가 프로세서보다 14% 더 빠릅니다. 쿼드 코어. 따라서 단일 스레드만 있는 프로그램이 있는 경우 듀얼 코어 프로세서가 실제로 더 효율적입니다. 소프트웨어가 4개의 프로세서를 모두 사용할 수 있다면 쿼드 코어 프로세서는 실제로 듀얼 코어 프로세서보다 약 70% 빠릅니다.

결론

대부분의 경우 코어 수가 많은 프로세서를 사용하는 것이 일반적으로 다음과 같은 경우 더 좋습니다. 소프트웨어 일반적인 사용 사례가 이를 지원합니다. 대부분의 경우 듀얼 코어 또는 쿼드 코어 프로세서는 기본 컴퓨터 사용자에게 충분한 전력 이상입니다. 대부분의 소비자는 4개의 프로세서 코어를 넘어서는 실질적인 이점을 느끼지 못할 것입니다. 코어 수가 많은 프로세서의 가장 좋은 사용 사례는 데스크탑 비디오 편집, 일부 형태의 고급 게임 또는 복잡한 과학 및 수학 프로그램과 같은 복잡한 작업을 수행하는 컴퓨터와 관련이 있습니다.