پردازنده‌های Dual Core و Quad Core کامپیوتر؛ بررسی تفاوت‌ها و مزیت‌ها

شاید برای شما نیز پیش آمده باشد که در هنگام خرید یک گوشی یا کامپیوتر جدید با خیلی از اعداد ارقام در رابطه با ویژگی‌های پردازنده آن ازجمله تعداد هسته‌ها و سرعت فرکانس کاری آن مواجه شده باشید. هرچند در وهله اول بسیاری از افراد بر اساس نام پردازنده در رابطه با آن قضاوت می‌کنند، با این حال برخی به شکل موشکافانه‌ای راجع مشخصات آن تحقیق کرده و آن را با سایر مدل‌های موجود در بازار مقایسه می‌کنند.

1

پیش از پرداختن به اصل مطلب که بررسی عملکرد و تفاوت میان پردازنده‌های Dual Core و Quad Core (تراشه‌های 2 و 4 هسته‌ای) است، بد نیست به این نکته اشاره داشته باشیم که فناوری توسعه تراشه‌های موبایلی که این روزها بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند، با شیوه ساخت و لیتوگرافی تراشه‌های مرکزی کامپیوترها، لپ‌تاپ‌ها و یا گجت‌های این دسته هیچ شباهتی به یکدیگر ندارند.

معمولاً هرگاه صحبت از ARM و x86 می‌شود، به کلمه معماری اشاره می‌کنیم؛ اما حقیقت این است که این دو در واقعیت و به شکل مشخص معماری پردازنده نیستند.تمامی تراشه‌های موبایلی بر اساس معماری ARM ساخته می‌شود و تقریباً تمامی پردازنده‌های مورد استفاده در کامپیوترها با فناوری x86 توسعه میابند.

هرچند که مایکروسافت در 1 همکاری تنگاتنگ با کوالکام امکان اجرای نسخه دسکتاپ ویندوز 10 را بر روی تراشه اسنپ‌دراگون 835 فراهم کرده و این یعنی آنکه پردازنده‌های توسعه یافته بر پایه ARM هم در آینده‌ای نزدیک در لپ‌تاپ‌ها و تبلت‌های مجهز به ویندوز 10 به کار گرفته خواهد شد. ما در ادامه به بررسی تراشه‌های دسکتاپی خواهیم پرداخت و شیوه عملکرد پردازنده‌های Dual Core و Quad Core این سری را مرور خواهیم کرد.

تعریف به زبان ساده

  • مدنظر داشته باشید که در سیستم‌های خانگی همیشه وقت تنها یک پردازنده مرکزی وجود دارد، با این حال تعداد هسته‌های آن می‌تواند متفاوت باشد.
  • در حال حاضر قدرتمندترین پردازنده دسکتاپی جهان مدل Core i9 اینتل بوده که دارای 18 هسته پردازشی است.
  • درواقع هر هسته بخشی از یک تراشه است که یکی از چند عملیات پردازش بر عهده آن قرار دارد. البته سیستم پردازش اطلاعات در هر هسته نیز به شکلی جداگانه کار می‌کند.

سرعت پردازنده‌های Dual Core و Quad Core

ممکن است در نگاه اول برخورداری از تعداد هسته‌های بیشتر در پردازنده‌های Dual Core و Quad Core به معنای پردازش سریع‌تر اطلاعات باشد. بر روی کاغذ این تئوری درست است، با این حال در برخی مواقع ممکن است صدق نکند. به زبان ساده می‌توان تعداد هسته‌های پردازنده را عامل اصلی سرعت پردازش دانست که نرم افزار آن به شیوه صحیحی قادر باشد اطلاعات را میان هسته‌ها تقسیم نماید.

فرکانس کاری پردازنده‌ها

سرعت کلاک یا همان فرکانس کاری درواقع معیاری است که نشان می‌دهد هر هسته پردازنده با چه سرعتی می‌تواند عملیات مختلف را مورد پردازش قرار دهد. با این اوصاف این معیار در سال‌های اخیر کمتر از گذشته به عنوان عامل مشخص‌کننده میزان کارایی پردازنده به شمار می‌آید زیرا در حال حاضر پردازنده‌هایی وجود دارند که با بهره‌گیری از سرعت کلاک یکسان، کارایی عملیاتی متفاوتی دارند. پردازنده‌های 4 هسته‌ای گاهی اوقات سرعت کلاک پایین‌تری در مقایسه با تراشه‌های 2 هسته‌ای دارند. این مسئله به ویژه در تراشه‌‌های نوع موبایل که باید در فضای محدودتر و با شرایط توانی محدودی عمل کنند رایج‌تر است.

این بدان معناست که پردازنده‌های 2 هسته‌ای با کلاک بالاتر در مقایسه با پردازنده‌های 4 هسته‌ای با کلاک پایین‌تر در برنامه‌هایی که از هسته‌های زیاد استفاده نمی‌کنند عملکرد بهتری دارند. با این وجود مدل‌های 4 هسته‌ای در برنامه‌هایی که از تعداد هسته‌ بیشتر استفاده می‌کنند عملکرد بهتری دارند. در صورتی که پردازنده 4 هسته‌ای از تعداد هسته بیشتر و کلاک بالاتری بهره ببرد در هر شرایطی سریع‌تر خواهد بود.

میزان مصرف انرژی در پردازنده‌ها

یکی دیگر از دلایلی که گواهی می‌دهد همیشه وقت برخورداری از تعداد هسته‌های بیشتر در پردازنده‌های Dual Core و Quad Core به معنای بهتر بودن نیست، افزایش مصرف انرژی در ازای افزایش تعداد هسته‌های یک تراشه است. مطمئناً با کاهش مصرف انرژی لپ‌تاپ و کامپیوترها میزان هزینه‌ مربوط به آن‌ها نیز کاهش پیدا می‌کند.

شاید این موضوع برای شما که در خانه‌ خود تنها از یک سیستم استفاده می‌کنید چندان حائز اهمیت نباشد، اما اگر شرکتی را در نظر بگیرید که در آن چندین کامپیوتر و لپ‌تاپ به طور مداوم در حال استفاده باشند مطمئناً با کاهش مصرف انرژی، صرفه‌جویی چشمگیری در میزان هزینه‌ی نهایی برق خواهیم داشت. سازندگان تراشه‌های دسکتاپ و لپ‌تاپ‌ها نیز با توجه به همین موضوع همیشه وقت سعی کرده‌اند نسل به نسل با کاهش فضای قرارگیری هسته‌های یک تراشه، میزان مصرف انرژی آن را تا حد امکان کاهش دهند.

گرما در پردازنده‌ها

از دیگر تفاوت‌های پردازنده‌های Dual Core و Quad Core میزان گرمایی است که تولید می‌کنند. در حالی که لزوماً تعداد هسته‌های بیشتر موجب افزایش گرمای پردازنده نمی‌شود، با این حال در حالت کلی این قانون برقرار است که با افزایش تعداد هسته‌ها، دمای کار پردازنده نیز افزایش پیدا می‌کند. البته شرکت‌های سخت افزاری با توجه به همین موضوع در نسل جدید پردازنده‌های خود از سیستم‌های خنک کنندگی مختلفی استفاده می‌کنند.

قیمت پردازنده‌ها

برخلاف تصور عموم، تعداد هسته‌های بیشتر در پردازنده‌های Dual Core و Quad Core لزوماً باعث افزایش قیمت تمام شده پردازنده نمی‌شود و این موضوع به مؤلفه‌های بیشتری همچون فناوری لیتوگرافی، فرکانس کاری و سیستم خنک کنندگی نیز بستگی دارد. البته در نظر داشته باشید که اگر تمامی این مؤلفه‌ها در دو مدل پردازنده یکسان باشد، بدون شک آن مدلی گران قیمت‌تر است که از هسته بیشتری بهره می‌برد.

همه چیز زیر سر نرم‌افزار است

اگر هم‌اکنون به بازار مراجعه کنید، بدون شک فروشنده اطلاعات فوق را به عنوان معیارهای خرید یک پردازنده به شما معرفی نخواهد کرد، حال آنکه همان‌طور که گفته شد فاکتورهای بسیار مهم دیگری برای افزایش عملکرد پردازنده‌ها وجود دارند. در حالی که موارد فوق می‌توانند بر روی سرعت و پایداری عملکرد یک تراشه تاثیر گذار باشد، با این حال درنهایت این سیستم نرم افزاریست که بایستی بتواند به شکل مطلوبی عملیات پردازش را میان هسته‌های یک پردازنده تقسیم کند.

یکی از مقوله‌هایی که توسعه دهندگان نرم افزاری در هنگام ارائه برنامه بایستی به آن توجه می‌کنند، سیستم تقسیم صحیح اطلاعات میان هسته‌های یک پردازنده است؛ البته تعداد معدودی از برنامه‌های شناخته شده به این مسئله توجه دارند. حتی در صورت توسعه برنامه به منظور بهره‌وری از تمامی امکانات موجود، نوع نرم افزار و نحوه‌ای که این کار را انجام می‌دهد بر روی عملکرد کلی تاثیر می‌گذارد.

به عنوان مثال برنامه Adobe Premier Pro به خوبی از این قابلیت پردازنده‌ها در هنگام کار استفاده می‌کند و به هر هسته بخشی از عملیات ویرایش ویدیو را می‌سپارد. این ویژگی در هنگام رندر کردن تصاویر ویدئویی که منابع سخت افزاری زیادی را برای کارکرد صحیح طلب می‌کند، به طور ویژه‌ای می‌تواند مورد بهره برداری قرار گیرد.

شاید جالب باشد که بدانید برنامه‌های معمول‌تری همچون مرورگر کروم نیز برای افزایش سرعت عملکرد از این قابلیت استفاده می‌کنند. به عنوان مثال مرورگر گوگل کروم به هسته‌های پردازنده برای کار بر روی زبانه‌های مختلف دستور می‌دهد. البته شیوه کار این سیستم در مرورگر با مدل مشابه از پیش تعیین شده در برنامه‌های ویرایش ویدئو متفاوت بوده، چراکه هر تب یک  محیط استاتیک بوده و نیازی به سیستم پردازش پیوسته اطلاعات در آن احساس نمی‌شود و بیشتر سرعت وبگردی به ظرفیت حافظه رم یک دستگاه بستگی دارد که وظیفه خواندن و نوشتن تصادفی اطلاعات را عهده‌دار است.

آیا افزایش تعداد هسته در پردازنده‌ها باعث افزایش سرعت پردازش می‌شود؟

پاسخ به این سؤال در حالت کلی بلی است، با این حال در نظر داشته باشید که اگر یک سیستم توانایی طبقه‌بندی و تقسیم صحیح اطلاعات میان هسته‌ها را نداشته باشد، دو یا سه برابر کردن تعداد هسته‌ها هیچ تأثیری بر افزایش بازدهی نخواهد داشت. تقسیم اطلاعات به شیوه صحیح، به معنی اختصاص دادن یک عملیات به مناسب‌ترین هسته برای آن است.

توجه داشته باشید که تمامی هسته‌های یک پردازنده با سرعت فرکانسی یکسانی کار نمی‌کنند، از این رو بایستی سیستم پخش اطلاعات صحیحی بر آن حاکم باشد تا وظیفه پردازش‌های سنگین‌تر به هسته‌هایی با سرعت فرکانسی بالاتر سپرده شده و در سوی دیگر پردازنده‌هایی با سرعت فرکانسی پایین‌تر برای انجام کار در پس زمینه انتخاب شوند. برهم خوردن این توازن صرفا تلف شدن هزینه و کاش راندمان را در پی خواهد داشت.

در بیشتر نرم‌افزارهای پشتیبانی‌کننده از معماری چند هسته‌ای، وظایف به ترتیب و یا به صورت تصادفی تقسیم می‌شوند. به عنوان مثال شرایطی را در نظر بگیرید که یک عملیات پردازش توسط 5 هسته باید صورت پذیرد. بدین صورت سه هسته ابتدایی شروع به کار می‌کنند به ترتیب هریک 3 پردازش اولیه را انجام می‌دهند.

هسته چهارم در این‌گونه مواقع بایستی منتظر اتمام کار هسته‌های 1 و 2 مانده تا نتیجه کار آن‌ها را تحلیل کند. حال اگر سومین عملیات، طولانی‌ترین و سنگین‌ترین عملیات باشد، از نظر عقلانی نرم افزار باید آن را بین هسته‌های 3 و 4 تقسیم کند، اما در عمل چنین اتفاقی نمی‌افتد. به هر حال اگرچه ممکن است کار هسته‌های 1 و 2 و در نتیجه هسته 4 سریع‌تر تمام شود، با این حال تا اتمام کار هسته سوم که نتیجه آن بایستی در هسته پنجم با نتیجه تحلیل هسته چهارم مورد ادغام قرار گیرد. کاری پیش نمی‌رود.

کاربرد هسته‌های بیشتر در کجاست؟

با توجه به موارد فوق ممکن است این سؤال ایجاد شود که پس درنهایت کاربرد پردازنده‌هایی با تعداد هسته‌های بیشتر و پردازنده‌های Dual Core و Quad Core در کجاست؟ این سؤال برای آن دسته از افرادی که می‌خواهند یک سیستم جدید اسمبل کرده پررنگ‌تر خواهد بود. پیش از انتخاب پردازنده بایستی به این نکته توجه داشته باشید که از آن به منظور چه فعالیتی استفاده خواهید کرد. در ادامه به چند نمونه اشاره می‌کنیم.

  • بازی

اگر یک گیمر حرفه‌ای هستید به هسته‌های بیشتر روی کامپیوتر دسکتاپ مخصوص بازی نیاز خواهید داشت. اغلب بازی‌های تولید شده کنونی هم از معماری چند نخی پشتیبانی می‌کنند. البته گیمرهای حرفه‌ای بدون شک به این نکته توجه دارند که اغلب کار پردازش یک بازی توسط کارت گرافیک صورت می‌گیرد، با این حال تعداد هسته‌های پردازنده و استفاده از پردازنده‌های Dual Core و Quad Core نیز در این بین بی‌تاثیر نیستند.

  • طراحی

اگر طراح هستید آنگاه هرچه سرعت ساعتی و کَش پردازنده بیشتر باشد سرعت عمل هم بیشتر می‌شود. حتی معروف‌ترین نرم‌افزارهای طراحی مانند ادوبی فتوشاپ هم از پردازش‌های تک نخی پشتیبانی می‌کنند و چند هسته در بهتر شدن عملکرد تاثیر چندانی ندارد.

  • وب گردی

در حالی که اغلب مرورگرهای امروزی از معماری پردازش چند هسته‌ای پشتیبانی می‌کنند، با این حال در عمل تعداد هسته‌های بیشتر، تأثیری بر افزایش سرعت عملکرد این برنامه‌ها نداشته، مگر آنکه چندین تب در هنگام فعال بودن نیاز پردازشی بیشتری داشته باشند.

  • ویرایش ویدئو

شاید بتوان از ادیتورهای ویدئویی یا موسیقی به عنوان تنها قشری نام برد که پردازنده‌هایی با تعداد هسته‌های بیشتر بر روی کار آن‌ها به طور محسوس تاثیر گذار است. همان‌طور که اشاره شد، اغلب برنامه‌های ویرایش صوت و تصویر قابلیت پشتیبانی از معماری چند هسته‌ای را دارا هستند و تحلیل یکنواخت اطلاعات میان هسته‌های بیشتر می‌تواند سرعت کار را افزایش دهد.

  • کارهای اداری

اغلب برنامه‌های اداری مانند آفیس تنها از معماری تک هسته‌ای پشتیبانی می‌کنند، چراکه اطلاعات موجود در این برنامه‌ها از پیچیدگی خاصی برخوردار نیستند؛ در نتیجه افزایش تعداد هسته‌های یک پردازنده تاثیر بر روند کار برنامه‌های مذکور ندارد.

جمع‌بندی مطلب

با جمع بندی مطالب فوق و مقایسه پردازنده‌های Dual Core و Quad Core به این نتیجه خواهیم رسید که هرچند در حالت کلی افزایش تعداد هسته‌های یک پردازنده می‌تواند باعث افزایش سرعت تحلیل و بالا رفتن راندمان کار شود، با این حال نتیجه نهایی به پارامترهای دیگری همچون سرعت فرکانس، فناوری لیتوگرافی، نوع برنامه‌های مورد استفاده و یا سیستم پخش اطلاعات میان هسته‌های پردازنده نیز بستگی دارد.

در سوی دیگر در بخش سرعت همواره سرعت کار یک پردازنده 4 هسته، 2 برابر سرعت کار تراشه‌های دو هسته‌ای نیست، چراکه عواملی مختلفی بر روی افزایش سرعت دخیل هستند. کلام آخر آنکه همیشه وقت پیش از خرید یک پردازنده جدید، این نکته را در نظر داشته باشید که تعداد هسته‌های بیشتر یک پردازنده در پردازنده‌های Dual Core و Quad Core، باعث افزایش سرعت کلی کامپیوتر نخواهد شد و شاید نتیجه صرف هزینه بیشتر انتظارات شما را برآورده نکند.

منبع makeuseof
شاید بخوای اینا رو هم بخونی:
1 نظر
  1. امین می‌گوید

    مطلب ضعیفی بود
    دقیقا برعکس چیزی که گفته شده استفاده از پردازش چند هسته‌ای که بصورت پروسس های جداگانه توسط مرورگر انجام میشه عامل اصلی در سرعت، روان بودن و کارایی یک مرورگر هست (حتی اگه نیاز باشه در یک تب واحد هم پردازش چند هسته‌ای انجام میشه)
    بکارگیری پردازش چند هسته‌ای عامل اصلی بود که باعث شد کروم فایرفاکس رو از گردونه خارج کنه

نوشتن دیدگاه

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دیدگاه شما پس از بررسی توسط تحریریه منتشر خواهد شد. در صورتی که در بخش نظرات سوالی پرسیده‌اید اگر ما دانش کافی از پاسخ آن داشتیم حتماً پاسخگوی شما خواهیم بود در غیر این صورت تنها به امید دریافت پاسخ مناسب از دیگران آن را منتشر خواهیم کرد.