Влияние количества ядер на производительность процессора

Влияние количества ядер на производительность процессора

Центральный процессор – это основной компонент компьютера, производящий львиную долю вычислений, и от его мощности зависит скорость работы всей системы. В этой статье мы поговорим о том, как влияет количество ядер на производительность CPU.

Ядра центрального процессора

Ядро – это основная составляющая ЦП. Именно здесь производятся все операции и вычисления. Если ядер несколько, то они «общаются» между собой и с другими компонентами системы посредством шины данных. Количество таких «кирпичиков», в зависимости от поставленной задачи, влияет на общую производительность процессора. В целом, чем их больше, тем выше скорость обработки информации, но на деле имеются условия, при которых многоядерные CPU уступают своим менее «упакованным» собратьям.

Физические и логические ядра

Многие процессоры Intel, а с недавнего времени и AMD, способны производить расчеты так, что одно физическое ядро оперирует двумя потоками вычислений. Эти потоки называются логическими ядрами. Например, мы можем увидеть в CPU-Z вот такие характеристики:

Отвечает за это технология Hyper Threading (HT) у Intel или Simultaneous Multithreading (SMT) у AMD. Здесь важно понять, что добавленное логическое ядро будет медленнее физического, то есть полноценный четырехъядерный ЦП мощнее двухъядерного того же поколения с HT или SMT в одних и тех же приложениях.

Игровые приложения построены таким образом, что вместе с видеокартой над расчетом мира трудится и центральный процессор. Чем сложнее физика объектов, чем их больше, тем выше нагрузка, и более мощный «камень» лучше справится с работой. Но не стоит спешить покупать многоядерного монстра, так как игры бывают разные.

Старые проекты, разработанные примерно до 2015 года, в основном не могут загрузить больше 1 – 2 ядер из-за особенностей кода, написанного разработчиками. В этом случае предпочтительнее иметь двухъядерный процессор с высокой частотой, чем восьмиядерный с низкими мегагерцами. Это лишь пример, на практике современные многоядерные ЦП имеют довольно высокую производительность на ядро и в устаревших играх работают хорошо.

Одной из первых игр, код которой способен выполняться на нескольких (4 и более) ядрах, загружая их равномерно, стала GTA 5, выпущенная на ПК в 2015 году. С тех пор большинство проектов можно считать многопоточными. Это значит, что у многоядерного процессора есть шанс не отстать от своего высокочастотного коллеги.

В зависимости от того, насколько хорошо игра способна использовать вычислительные потоки, многоядерность может быть как плюсом, так и минусом. На момент написания данного материала «игровыми» можно считать CPU, имеющие от 4 ядер, лучше с гиперпоточностью (см. выше). Впрочем, тенденция такова, что разработчики все более оптимизируют код под параллельные вычисления, и малоядерные модели скоро безнадежно устареют.

Программы

Здесь все немного проще, чем с играми, так как мы можем подобрать «камень» для работы в конкретной программе или пакете. Рабочие приложения также бывают однопоточными и многопоточными. Первым нужна высокая производительность на ядро, а вторым большое количество вычислительных потоков. Например, с рендерингом видео или 3D сцен лучше справится многоядерный «проц», а Фотошопу необходимо 1 – 2 мощных ядра.

Операционная система

Количество ядер влияет на быстродействие ОС только в том случае, если равняется 1. В остальных случаях системные процессы не нагружают процессор настолько, чтобы были задействованы все ресурсы. Мы сейчас не говорим о вирусах или сбоях, способных «положить на лопатки» любой «камень», а о штатной работе. Впрочем, вместе с системой может быть запущено много фоновых программ, которые также потребляют процессорное время и дополнительные ядра не будут лишними.

Универсальные решения

Сразу отметим, что многозадачных процессоров не бывает. Есть только модели, способные показывать неплохие результаты во всех приложениях. В качестве примера можно привести шестиядерные CPU с высокой частотой i7 8700, Ryzen R5 2600 (1600) или более пожилые аналогичные «камни», но даже они не могут претендовать на универсальность, если вы параллельно с играми активно работаете с видео и 3D или занимаетесь стримингом.

Заключение

Резюмируя все написанное выше, можно сделать следующий вывод: количество ядер процессора — это характеристика, показывающая общую вычислительную мощность, а вот, каким образом она будет использоваться, зависит от приложения. Для игр вполне сгодится четырехъядерная модель, а для высокоресурсных программ лучше выбрать «камень» с большим количеством потоков.

Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

Влияние количества ядер на производительность процессора

На что влияет количество ядер процессора

Ладно бы пользователи просто заблуждались и ничего не теряли. Проблема в том, что неправильное понимание сути многоядерности приводит к финансовым потерям. Пытаясь увеличить производительность, человек тратит деньги на процессор с большим количеством ядер, но не замечает разницы.

Многоядерность и многопоточность

Когда мы изучали вопрос, как узнать количество ядер, то обратили внимание на особенность процессоров Intel – в стандартных инструментах Windows отображается разное число ядер. Это обусловлено работой технологии Hyper-Threading, которая обеспечивает многопоточность.

Чтобы вы больше не путались в понятиях, разберемся раз и навсегда:

• Многоядерность – чип оснащен несколькими физическими архитектурными ядрами. Их можно увидеть, потрогать руками.
• Многопоточность – несколько одновременно обрабатываемых потоков информации.
  Ядро может быть физически одно, но программные технологии на его основе создают два потока выполнения задач; два ядра – четыре потока и т.д.

Влияние количества ядер на производительность

Увеличение производительности на многоядерном процессоре достигается за счет разбиения выполнения задач. Любая современная система делит процесс на несколько потоков даже на одноядерном процессоре – так достигается та самая многозадачность, при которой вы можете, например, слушать музыку, набирать документ и работать с браузером. Очень любят и постоянно используют многопоточность следующие приложения:

• архиваторы;
• медиапроигрыватели;
• кодировщики видео;
• дефрагментаторы;
• антивирусы;
• графические редакторы.

Важен принцип разделения потоков. Если компьютер работает на одноядерном процессоре без технологии Hyper-Threading, то операционная система производит моментальные переключения между потоками, так что для пользователя процессы визуально выполняются одновременно. Все действия выполняются в течение миллисекунд, поэтому вы не видите серьезную задержку, если не нагружаете сильно ЦП.

Смотрите также:

Если же процессор многоядерный (или поддерживает многопоточность), то в идеале переключений не будет. Система посылает на каждое ядро отдельный поток. В результате увеличивается производительность, потому что нет необходимости переключаться на выполнение другой задачи.

Но есть еще один важный фактор – поддерживает ли сама программа многозадачность? Система может разделить процессы на разные потоки. Однако если вы запускаете очень требовательную игру, но она не оптимизирована под работу с четырьмя ядрами, но никакого прироста производительности по сравнению с двухъядерным процессором не будет.

Разработчики игр и программ в курсе об этой особенности, поэтому постоянно оптимизируют код под выполнение задач на многоядерных процессорах. Но эта оптимизация не всегда успевает за увеличением количества ядер, поэтому не стоит тратить огромные деньги на самые новые мощные процессоры с максимально возможным числом поддерживаемых потоков – потенциал чипа не будет раскрываться в 9 программах из 10.

Так сколько ядер выбирать?

Прежде чем покупать процессор с 16 ядрами, подумайте, потребуется ли такое количество потоков для выполнения задач, которые вы будете ставить перед компьютером.

• Если компьютер приобретается для работы с документами, серфинга в интернете, прослушивания музыки, просмотра фильмов, то хватит двух ядер. Если взять процессор с двумя ядрами из верхнего ценового сегмента с хорошей частотой и поддержкой многопоточности, то не будет проблем при работе с графическими редакторами.
• Если вы покупаете машину с расчетом на мощную игровую производительность, то сразу ставьте фильтр на 4 ядра минимум. 8 ядер с поддержкой многопоточности – самый топ с запасом на несколько лет. 16 ядер – перспективно, но велика вероятность, что пока вы раскроете потенциал такого чипа, он устареет.

Как я уже говорил, разработчики игр и программ стараются не отставать от прогресса процессоров, но пока огромные мощности просто не нужны. 16 ядер подойдут пользователям, которые занимаются рендерингом видео или серверными вычислениями. Да, в магазинах такие процессоры называют игровыми, но это только для того, чтобы они продавались – геймеров вокруг точно больше, чем тех, кто рендерит видео.

Преимущества многоядерности можно заметить только при очень серьезной вычислительной работе в несколько потоков. Если, условно, игра или программа оптимизирована только под четыре потока, то даже ваши восемь ядер будут бессмысленной мощностью, которая никак не повлияет на производительность.

Это как перевозить стул на огромной грузовой машине – задача от этого не выполняется быстрее. Но если правильно использовать имеющиеся возможности (например, загрузить кузов полностью другой мебелью), то производительность труда увеличится. Помните об этом и не ведитесь на маркетинговые штучки с добавлением слова «игровой» к процессорам, которые даже на самых последних играх не раскроют весь свой потенциал.

Сколько тебе нужно ядер для игр?

Проблема XXI века – выбор количества ядер в процессоре. Производительность моделей от Intel и AMD отличается по многим параметрам и в разных задачах. Где-то в приоритете большее количество ядер, где-то производительность на ядро и высокая частота. Мы народ простой – играем в игры. Сколько же ядер выбрать нам?

реклама

Про ядра.

реклама

Совсем недавно, все компьютерные игры могли пользоваться только одним физическим ядром, установка двухъядерного процессора во многом ничего не давала. С течением времени, производители игр научились использовать большое количество ядер, что положительно сказалась на игровой производительности.

реклама

Из таблицы следует, что производительность многопоточного двухъядерного процессора практически сопоставима с полноценным четырехъядерным. Так процессор i3 седьмого поколения с 4-мя логическими потоками в играх оказался быстрее, чем i5 шестого поколения с полноценными 4-мя ядрами. Дальнейший же рост количества ядер и потоков не приносит каких-либо существенных результатов.

реклама

Еще один пример «плохих» ядер – это старые серверные процессоры серии Xeon. В последнее время на них увеличился спрос из-за моды на количество потоков, а также снижение стоимости на б.у. рынке. По цене «гипер пня» можно приобрести двадцатипоточный процессор с неплохой производительностью. Только существует одна загвоздка. Этот процессор, отлично выполняющий задачи в технических областях, совершенно не приспособлен для игр. Если вы на пороге покупки Xeon, то лучшим выбором будет процессор с максимальным количеством ядер и максимально возможной частотой. Производительность на ядро у них далека от современной и напоминает серию FX. Но в отличие от последних у Xeon’a гораздо больше ядер, что и компенсирует их низкую производительность. В конечном итоге получается, что старые 20-ти поточные серверные процессоры дотягивают по игровой производительности только до i5 серии Intel последних поколений.

реклама

Для того, чтобы проверить игровую производительность в различных вариациях ядер и потоков, возьмем десятиядерный двадцатипоточный Intel Core i9 7900X. Будем делать из него различные комбинации и смотреть на разницу игровой производительности. Также в тест будет добавлен AMD Ryzen 7 2700X на базовых частотах и с использованием всех ядер.

Тестовый стенд:

• Процессор — Intel Core i9 7900X Skylake-X 10-core CPU @ 4.5 ГГц.
• Материнская плата — ASUS Strix X299-XE Gaming.
• Память — G.Skill Trident Z 32 ГБ DDR4-3200 CL14.
• Видеокарта — NVidia GeForce GTX 1080 Ti.
• Накопитель — 2x SSD Samsung 840 Evo 1ТБ.
• ОС — Windows 10 64-bit.

Двухъядерный процессор хоть и выдает играбельный фпс, сильно тормозит карту. Правильным выбором будет процессор 4 – 6 ядерный с поддержкой Hyper-threading или без нее. С ростом разрешения, производительность упирается в видеокарту, тут двухъядерный процессор выдает сопоставимый результат.

Эта игра видимо не знает, что такое потоки и ядра. Результат в пределах погрешности одинаков.

Здесь мы так же удостоверились, что 4 ядра вполне хватает для “раскрытия” видеокарты.

Так же как и Call of Duty, данный проект либо не умеет использовать больше чем 4 потока, либо настолько хорошо оптимизирован, что ему вполне хватает и двухъядерного процессора для максимальной производительности.

С 4-х поточными Pentium и i3 к этой игре лучше не подходить. Начиная с четырех ядер, роста производительности практически нет.

Про выбор.

Все вы слышали своих друзей о том, что у них с покупкой новой видеокарты процессор перестал ее «раскрывать». Так сколько ядер нужно на «раскрытие»? Современные ядра, начиная с 6-ой генерации Intel и линейки Ryzen от AMD, имеют отличные показатели производительности на ядро. Согласно таблице выше, нет никакой нужды на сегодняшний день использовать для игр современный процессор с числом ядер больше четырех. Он может быть как многопоточным, так и с физическими ядрами. По результатам игрового тестирования видно, что в некоторых проектах есть небольшой отрыв восьмипоточного процессора от четырехъядерного процессора без Hyper-threading. Шестиядерные Coffee Lake последнего поколения отлично прикроют этот малый недочет. Получается лучший выбор на текущий момент – это процессоры серии i5 и Ryzen 5. Их производительности будет достаточно, чтобы «раскрыть» видеокарту высокого класса в FullHD. Все, что имеет большее количество ядер и потоков, это пустая трата денег. Единственная оправданная покупка таких процессоров кроется в использовании двух и более видеокарт для игр в 4-8к разрешениях.

Как увеличить производительность процессора за счет настроек электропитания (парковка ядер, как включить все ядра ЦП ✔)

Доброго времени!

Долго думал, стоит ли публиковать сегодняшнюю статью, т.к. вопрос довольно спорный (и результат после настройки у всех может быть разным, в зависимости от оборудования и ПО). И всё же, попрошу к статье отнестись критически и как к “экспериментальной”.

И так, ближе к теме. Windows не всегда “идеально” работает с многоядерными процессорами. В целях снижения энергопотребления, ряд процессов может выполняться на том ядре, на котором они были запущены изначально (такой подход позволяет: с одной стороны (позитивной) — не использовать постоянно все ядра (и за счет этого снизить энергопотребление) , а с другой (негативной) — не позволяет процессору работать на полную “катушку”).

К тому же функция парковки ядер позволяет процессору (при определенной нагрузке) переносить все задачи на одно ядро, а остальные переводить в режим ожидания (т.е. работать будет фактически только одно ядро). Естественно, это снижает общую производительность (правда, делает систему более отзывчивой, но незначительно). Отмечу, что Windows к тому же не совсем корректно работает с парковой ядер на процессорах Intel (по крайней мере Windows 7).

Так вот, задав определенные настройки электропитания, можно ограничить работу функции парковки ядер и повысить общую производительность (в некоторых случаях до 20%!). На мой взгляд есть смысл попробовать потратить 3-5 мин. на “эксперимент”!

Примечание : в первую очередь эта тема касается многоядерных процессоров от Intel (на AMD, честно говоря, адекватной статистики не имею. Но попробовать можно. ).

Как настроить тонко электропитание процессора

Чтобы не быть голословным о повышении производительности, приведу один небольшой тест быстродействия в WinRAR (офиц. сайт архиватора). На скриншоте ниже: в левой части приведена общая скорость до оптимизации настроек; справа — после. Даже невооруженным глазом видно, что в тестах ЦП начинает работать быстрее (что положительно сказывается и в реальных задачах, тех же играх, например) .

Разница в производительности

Примечание : рекомендую вам запустить тест в WinRAR сначала до оптимизации настроек (и запомнить общую скорость), и затем провести тест после оптимизации. Далее просто сравнить эти числа, в ряде случаев удается выжать из ЦП еще 10-20%!

Важный момент!

Как уже сказал выше, в первую очередь этот вопрос касается многоядерных процессоров (4 ядра и выше). Чтобы узнать количество ядер своего ЦП — просто запустите утилиту CPU-Z, и посмотрите в нижнюю часть окна: в графе Cores увидите кол-во ядер (пример ниже).

CPU-Z — 4 Cores (4 ядра, 8 потоков)

1) И так, начать нужно с настройки реестра.

Тут дело в том, что Windows по умолчанию скрывает часть настроек электропитания. Чтобы их открыть для редактирования, необходимо внести определенные изменения в реестр. Проще всего это сделать с помощью уже готового файла настроек, который нужно просто запустить и согласиться с добавлением параметров в системный реестр. Вот подготовленный файл: core_parking (нужно извлечь его из архива и запустить. Архив запакован с помощью WinRAR, актуален для Windows 7-10) .

Редактор реестра — настройки успешно внесены в реестр

На всякий случай приведу текст этого файла чуть ниже (в целях безопасности, вдруг кто-то усомниться в файле, и пожелает вносить изменения в реестр вручную).

2) Настройка схемы электропитания

Теперь необходимо открыть панель управления Windows раздел “Оборудование и звук/Электропитание” . После перейти в настройки текущей схемы электропитания (т.е. ту, которая сейчас у вас используется). В моем случае это сбалансированная (см. скриншот ниже).

Настройка текущей схемы электропитания

Далее нужно открыть дополнительные настройки питания.

Изменить дополнительные параметры питания

Теперь самое главное (см. скриншот ниже):

1. минимальное число ядер в состоянии простоя: рекомендуется выставить значение в 99% (почему-то если выставить 100% — Windows часто отправляет одно ядро “отдыхать”);
2. разрешить состояние снижения питания: переведите в режим выкл. (не дает процессору экономить энергию);
3. отключение простоя процессора: переведите режим в откл.;
4. минимальное состояние процессора: 100% (незначительно ускоряет работу ЦП (кстати, в некоторых случаях позволяет уменьшить писк от дросселей )) .
5. политика охлаждения системы: активная (более эффективно охлаждает ЦП);
6. максимальное состояние процессора: 100% (очень сильно влияет на производительность! Обязательно выставите на 100%);
7. максимальное число ядер в состоянии простоя: 100% (противоречивая опция. Если выставить что-то отличное от 100% — то грузятся почему-то не все ядра, несмотря на то что активны все. ).

Дополнительные параметры электропитания

Сохраните настройки и перезагрузите компьютер!

3) Еще раз о режиме питания (касается в первую очередь ноутбуков)

После перезагрузки компьютера (ноутбука) — обратите внимание на режим питания (кликните по батарейке в трее). Выставите производительность на 100%!

Кроме этого, обратите внимание на центры управления ноутбуком, которые могут идти в комплекте к вашим драйверам (например, такие есть у устройств от Lenovo, Sony и пр.). В них также устройство нужно перевести в режим высокой производительности.

Питание ноутбука // менеджер ноутбука

4) Тестирование быстродействия

После чего можно запустить WinRAR и провести тест быстродействия. Как правило, после точечной настройки электропитания наблюдается рост цифр (т.к. система перестает ограничивать ЦП, и он может начать работать на весь свой потенциал).

Тестирование — WinRAR / Кликабельно

Дополнение!

Чтобы посмотреть, как идет нагрузка на ядра ЦП — откройте “Диспетчер задач” (Ctrl+Shift+Esc) и перейдите во вкладку “Производительность” . Далее щелкните правой кнопкой мышки по графику загрузки ЦП и в меню выберите “Изменить график/Логические процессы” . См. скрин ниже.

Диспетчер задач — производительность

В результате у вас будет не один график, а несколько, в зависимости от количества ядер (потоков).

Все ядра загружены

Обратите внимание, при нагрузке (например, тестировании) — в идеале все ядра должны быть загружены (как на скриншоте ниже).

Для более показательного теста работы ЦП рекомендую воспользоваться утилитой AIDA64 (ссылку на инструкцию привожу ниже).

Как выполнить стресс-тест процессора и системы в целом, держит ли он частоты, нет ли перегрева (AIDA 64) — https://ocomp.info/kak-vyipolnit-stress-test-videokartyi-noutbuka-v-aida-64.html

PS

В рамках этой статьи не могу не порекомендовать еще одну статью на похожую тему. Она касается в первую очередь ноутбуков (т.к. в ряде случаев у них в настройках по умолчанию отключен Turbo Boost, в следствии чего устройство работает медленнее, чем потенциально могло бы. ).