Quais são os núcleos de um processador? e os segmentos ou núcleos lógicos?

Conhecer bem os componentes do seu computador é essencial ao montar uma boa configuração. Mas nem todo mundo sabe que eles são os núcleos de um processador, que diferença existe entre um núcleo físico e um lógico e qual é o HyperThreading da Intel ou SMT da AMD.

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Índice de conteúdo

A unidade central de processamento (processador) de um computador faz todo o trabalho, basicamente executando programas. Mas os processadores modernos oferecem recursos como multi-core e multithreading. Alguns PCs usam até vários processadores.

Alguns anos atrás, a velocidade do clock de um processador era suficiente ao comparar o desempenho. Mas agora as coisas não são mais tão simples.

Agora, um processador que oferece vários núcleos ou multithreads pode ter um desempenho significativamente melhor que um processador de núcleo único da mesma velocidade que não oferece vários threads.

E PCs com múltiplos processadores podem ter uma vantagem ainda maior. Todos esses recursos foram projetados para permitir que os PCs executem mais facilmente vários processos ao mesmo tempo, aumentando o desempenho por multitarefa ou sob a demanda de aplicativos poderosos, como codificadores de vídeo e jogos modernos. Então, vamos dar uma olhada em cada um desses recursos e o que eles podem significar para você.

Neste artigo, revisamos alguns conceitos como núcleos versus threads, para que servem cada um e quais são os benefícios para o PC.

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O que é um processador?

Como 99% dos usuários de PC já sabem, um processador é a unidade central de processamento. Este é o componente principal de qualquer computador.

Em outras palavras, tudo o que calcula possui um processador interno e é onde todos os cálculos são realizados com a ajuda das instruções do sistema operacional.

Um processador pode processar uma única tarefa de cada vez. Isso não é muito bom para o desempenho. Mas já existem processadores avançados que permitem trabalhar com várias tarefas simultâneas e melhorar o desempenho.

Os velhos tempos de vários processadores

Imagem via commons wikimedia

Quando falamos de um processador, estamos nos referindo a um chip que é inserido em um soquete na placa - mãe. Portanto, nos primeiros dias, um desses chips lidava apenas com uma tarefa por vez.

Antigamente, as pessoas precisavam de mais desempenho dos computadores. Naquela época, a solução era incluir vários processadores em um computador. Ou seja, havia vários plugues e vários chips.

Todos eles seriam conectados um ao outro e à placa-mãe. Portanto, tecnicamente, poderia ser esperado um melhor desempenho do PC. Esse foi um método bem-sucedido até que as pessoas descobriram as desvantagens.

• Era necessário fornecer uma fonte de alimentação dedicada e recursos de instalação para cada processador. Por serem chips diferentes, a latência da comunicação era muito alta. Isso não era realmente uma coisa boa para o desempenho: um conjunto de processadores poderia produzir muito calor a longo prazo. Portanto, seriam necessários muitos recursos para lidar com o calor extra.

Placa-mãe para servidor de soquete duplo

Isso exigia uma placa - mãe com vários soquetes de processador. A placa-mãe também precisava de hardware adicional para conectar esses soquetes do processador à RAM e outros recursos. E foi assim que os conceitos de multithreading e multicore entraram em cena.

Atualmente, a maioria dos computadores possui apenas um processador. Esse processador único pode ter vários núcleos ou a tecnologia HyperThreading, mas ainda é apenas um processador físico inserido em um único soquete na placa-mãe.

Os sistemas multiprocessadores não são muito comuns entre os PCs domésticos de hoje. Mesmo um desktop de jogos de alta potência com várias placas gráficas geralmente terá apenas um processador. Mas é possível encontrar sistemas com vários processadores em supercomputadores, servidores e sistemas de ponta que precisam de energia máxima para tarefas complexas. Nestes tempos, ter uma equipe com vários processadores será muito menos eficiente do que parece, pois existem processadores muito rápidos e muitos núcleos para usuários domésticos, como o i9-7980XE.

Vários núcleos em um processador

A idéia de conectar diferentes processadores não era boa para o desempenho. Então surgiu a idéia de ter dois processadores dentro de um único chip.

Portanto, como forma de dar um passo efetivo em direção ao desempenho, os fabricantes incluíram vários processadores em um único processador. Essas novas unidades foram chamadas de núcleos.

A partir de agora, esses processadores foram chamados de "processadores com vários núcleos". Dessa maneira, quando o sistema operacional analisou o computador, encontrou dois processadores.

Em vez de dedicar o armazenamento e a fonte de alimentação a chips separados, os processadores com vários núcleos fizeram o trabalho de desempenho extra.

Claro, havia outras vantagens também. Como os dois processadores estavam no mesmo chip, a latência foi menor. Isso ajudou a melhorar a comunicação e a velocidade. Atualmente, você pode ver uma grande variedade de processadores multicore no mercado.

Por exemplo, nos processadores de núcleo duplo, existem duas unidades de processamento. E se colocarmos em prática, no caso de processadores Quad Core, encontramos 4 unidades de processamento.

Ao contrário do multithreading, não há truques aqui: um processador dual-core literalmente tem dois processadores no chip. Um processador quad-core possui quatro unidades de processamento central, um processador de oito núcleos possui oito unidades de processamento central e assim por diante.

Isso ajuda a melhorar drasticamente o desempenho, mantendo o processador físico pequeno para caber em um único soquete.

Só precisa haver um soquete de processador único com um único processador inserido, não quatro soquetes com quatro processadores, cada um dos quais precisa de sua própria energia, refrigeração e outro hardware. Há menos latência porque os núcleos podem se comunicar mais rapidamente, pois estão todos no mesmo chip.

Intel HyperThreading

A computação paralela está na indústria há algum tempo. No entanto, foi a Intel quem trouxe os benefícios para a computação pessoal. E lá foi chamado Intel Hyper-Threading Technology.

A tecnologia Hyper-Threading da Intel faz seu sistema operacional acreditar que existem vários processadores; de fato, existe apenas um. É uma espécie de pretexto para melhorar o desempenho e a velocidade.

O HyperThreading foi a primeira tentativa da Intel de levar a computação paralela aos PCs de consumo. Ele estreou nos processadores de desktop com o Pentium 4 HT em 2002.

Esses Pentium 4s tinham um único núcleo, portanto, eles só podiam executar uma tarefa por vez. Mas o HyperThreading pareceu compensar isso. Com essa tecnologia Intel, um único núcleo físico multithread aparece como dois processadores lógicos em um sistema operacional. O processador ainda é um, então é um pouco falso. Enquanto o sistema operacional vê dois processadores para cada núcleo, o hardware real do processador possui apenas um único conjunto de recursos de execução para cada núcleo.

Assim, o processador finge ter mais núcleos do que possui e usa sua própria lógica para acelerar a execução do programa. Em outras palavras, o sistema operacional é levado a ver dois processadores para cada núcleo.

Naquela época, montamos um Pentium 4, que o garoto da loja o apelidou de "PC da NASA". Que tempos aqueles!

O HyperThreading permite que os dois núcleos lógicos do processador compartilhem recursos de execução física. Isso pode acelerar um pouco as coisas: se um processador virtual estiver parado e aguardando, o outro processador virtual poderá emprestar seus recursos de execução. O HyperThreading pode ajudar a acelerar o sistema, mas não é tão bom quanto ter núcleos adicionais reais.

Felizmente, o multithreading agora é um "bônus". Enquanto os processadores de consumo originais com HyperThreading tinham apenas um único núcleo que se disfarçava de múltiplos núcleos, os modernos processadores Intel agora têm múltiplos núcleos e a tecnologia HyperThreading.

Um processador dual-core com multithreading aparece como quad-core no sistema operacional, enquanto um processador quad-core com HyperThreading parece ter oito núcleos.

Multithreading não é um substituto para núcleos adicionais, mas um processador de núcleo duplo com HyperThreading deve ter um desempenho melhor do que um processador de núcleo duplo sem HyperThreading.

Os recursos de execução de hardware serão divididos e ordenados para fornecer a melhor velocidade para vários processos. Como você pode ver, todo o trabalho é virtual. Esse HyperThreading geralmente oferece um aumento de desempenho de 10 a 30% na tarefa que está sendo executada. A AMD também possui essa tecnologia, mas, em vez de HyperThreading, chama de SMT. É o mesmo.

Vários núcleos e threads valem a pena?

Se o seu computador possui um processador multicore, isso significa que existem várias CPUs. Isso também significa que ele pode ter melhor desempenho do que um processador de núcleo único.

E se falarmos sobre o HyperThreading, um processador de núcleo único com essa tecnologia funcionará melhor do que um desses processadores que não possui essa tecnologia de multitarefa.

Por outro lado, que um processador é multithreading é algo virtual. Nesse caso, a tecnologia usa lógica adicional para gerenciar várias tarefas. Devido a isso, o desempenho total não será realmente visível. Portanto, se você realmente deseja comparar um processador de núcleo único ou um processador de vários núcleos, podemos afirmar que os últimos são sempre melhores. Jogos como Battlefield ou multiplayer sempre oferecem melhor desempenho com um processador com múltiplos núcleos lógicos em áreas com muitas explosões.

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