Что важнее – количество ядер или тактовая частота процессора

Что важнее – количество ядер или тактовая частота процессора

Если окинуть взглядом современный рынок процессоров, то может показаться, что компании-производители чипов решили войти в Книгу рекордов Гиннеса. «AMD представили 32-ядерный процессор Threadripper 2290WX»! «Intel выпустили процессор Core i7-8086K, который может разгоняться до 5.0 ГГц»! Новые рекорды производительности ставятся каждый год, и в итоге можно легко запутаться в том, что же лучше – количество ядер или тактовая частота?

Попробуем разобраться в этом вопросе.

Немного аналогии

Предположим, вам требуется перевезти груз. Много груза. И есть два варианта – перевезти одной очень быстрой машиной или несколькими медленными.

Использование нескольких медленных машин позволяет перевезти много груза, но не очень быстро. Скажем, он будет ехать из одного города в другой три дня. Но он приедет сразу весь, и это здорово.

Одна быстрая машина сможет перевезти чуть меньше груза. Зато из одного города в другой она будет ехать всего день. Потом ей, правда, придётся вернуться, забрать остаток груза, привезти опять, и опять, и опять.

Идеальное решение для данной проблемы – использовать несколько быстрых машин! Тогда и куча груза будет перевезена, и займёт это всего один день. Но мы живём, к сожалению, не в идеальном мире.

Казалось бы, при чём здесь процессоры? Да просто «куча груза» — это поток вычислений, которые требуется выполнить чипу. «Много медленных машин» — это несколько низкопроизводительных ядер. А «одна быстрая» — это одно высокопроизводительное ядро, с повышенной тактовой частотой.

И решение вопроса «высокая тактовая частота или много ядер» зависит в первую очередь от планируемой сферы использования.

Как работает процессор

Процессор занимается тем, что выполняет простейшие арифметические вычисления. Операционная система и программные среды превращают команды пользователя в те самые арифметические задачи, которые и требуется решать чипу. Делается это через интерпретаторы и алгоритмы, указывающие связи между языками программирования высокого и низкого уровня.

На процессор постоянно поступает очень много команд. Каждое действие пользователя требует сразу нескольких вычислений (а то и десятков тысяч). И эти команды необходимо выполнять, иначе компьютер просто не будет функционировать.

Команды могут быть самыми разными. Например, интерпретировать HTML-код страницы (включая эту) в графическое изображение на экране. Или расшифровать сжатый ZIP-архив. А то и вовсе что-то криптографически зашифрованное превратить в отображаемое в открытом виде. В общем, задачи очень разные и требуют различных ресурсов для их выполнения.

Так, например, преобразование HTML-кода потребует минимума ресурсов и может выполняться достаточно шустро даже на сравнительно медленном чипе. ZIP-архивам требуется уже значительно больше машинного времени. А криптографические алгоритмы вроде SHA-256 подсчётов и вовсе нагружают несчастный чип как невесть что и при этом не могут выполняться на многопоточных конфигурациях.

Расчёт искусственного интеллекта – например, в играх – требует массы вычислений. Но они мелкие, обособленные, и поэтому могут прекрасно выполняться в многопоточном варианте – на нескольких ядрах сразу. Благодаря этому достигается высокая производительность в играх.

А вот архивирование и разархивирование файлов – исключительно однопоточная операция. Так что требуется один мощный чип, в противном случае этот процесс займёт уйму времени. Особенно если в архиве находится много мелких разнородных файлов.

И всё-таки, что лучше – количество ядер или тактовая частота процессора?

Проблема в том, что компьютеры используются по-разному. С утра скачиваешь из интернета прошивку на свой телефон, а там две тысячи файлов по 500 килобайт в одном архиве. В обед сидишь, просматриваешь гифки с котиками в интернете. Вечером играешь, сражаясь с многочисленными врагами в виртуальной реальности.

То есть с утра компьютеру нужен процессор с высокой тактовой частотой, в обед – да просто хоть какой-нибудь «чип», а вечером – со множеством ядер. И «перетыкать» «камни» в зависимости от планируемого использования явно не лучшая идея.

Именно поэтому производители стараются выпускать многоядерные конфигурации с высокой тактовой частотой. Так, например, Intel Core i7-8086K (топовый в линейке Kabu Lake на момент написания материала) оснащается шестью вычислительными ядрами с технологией HyperThreading и базовой тактовой частотой 4.0 ГГц. Он может всё! Дорогой, правда – 425 долларов на момент релиза.

Для домашнего использования выбирать, что лучше – тактовая частота или количество ядер – не стоит. Идеальным решением станет достижение баланса. Например, покупка какого-нибудь четырёхъядерного чипа с базовой тактовой частотой от 3.0 ГГц. Его производительности хватит для абсолютного большинства повседневных задач.

Кто победил тактовая частота или количество ядер в процессоре

Добрый день, уважаемые читатели нашего блога. Сегодня постараемся разобраться, что важнее частота или количество ядер процессора? На что влияет каждый из этих параметров в повседневном использовании, в играх и профессиональных приложениях? Играет ли свою роль Turbo-boost, или ручной разгон приносит больше пользы? В общем, давайте вникать, как все это работает.

Процедура сравнения будет элементарна до безобразия:

• преимущества высокой тактовой частоты;
• преимущества большого числа ядер процессора;
• необходимость того или иного в зависимости от выбранных задач;
• итоги.

А теперь давайте приступать.

Высокие частоты – признак комфортного гейминга

Давайте сразу окунемся в игровую индустрию и по пальцам одной руки перечислим те игры, которым нужна многопоточность для комфортной работы. На ум приходят только последние продукты Ubisoft (Assassin’s Creed Origins, Watch Dogs 2), старичок GTA V, свежий Deus Ex и Metro Last Light Redux. Данные проекты с легкостью «съедят» все вакантные вычислительные мощности процессора, включая ядра и потоки.

Но это скорее исключение из правил, поскольку остальные игры более требовательны именно к частоте ЦП и ресурсам видеопамяти. Иными словами, если вы решите запустить старый добрый DOOM на AMD Ryzen Threadripper 1950X c его 16 вычислительными ядрами (дорогой, мощный), то будете крайне разочарованы ввиду следующих факторов:

• FPS будет низким;
• большинство ядер и потоков простаивает;
• переплата крайне сомнительна.

А все потому, что этот чип ориентирован на профессиональные вычисления, рендеринг, обработку видео и иные задачи, в которых «решают» именно ядра и потоки, а не частотный потенциал.Меняем AMD на Intel Core i5 8600К и видим неожиданный результат – количество кадров увеличилось, стабильность картинки возросла, все ядра задействованы оптимально. А если разогнать камень, то картина получится и вовсе шикарная. Все потому, что гейминг до сих пор корректно воспринимает от 4 до 8 ядер (не считая вышеописанных исключений), и дальнейший рост физических и виртуальных потоков попросту неоправдан, приходится гнать тактовую частоту.

В каких случаях нужна многопоточность

А теперь давайте сравним в профессиональных задачах два топовых решения от Intel и AMD: Core 7 8700K (6/12, L3 – 9 МБ) и Ryzen 7 2700x (8/16, L3 – 16 МБ). И здесь уже количество ядер и потоков играет главную и лучшую роль в следующих задачах:

• архивация;
• обработка данных;
• рендеринг;
• работа с графикой;
• создание сложных 3D-объектов;
• разработка приложений.

Стоит отметить, что если программа не рассчитана на мультипоточность, то Intel одерживает пальму первенства только за счет большей частоты, но в остальных случаях лидерство остается за «красными».

Подведем итоги

А теперь давайте рассуждать логично. И AMD и Intel за последние несколько лет неплохо так выровняли свои показатели в плане производительности. Оба чипа построены для новейших платформ Ryzen+ (AM4) и Coffee Lake (s1151v2) и имеют отличный разгонный потенциал, а также задел на будущее.

Если для вас первостепенной задачей является получение высокого FPS в современных игровых проектах, то «синяя» платформа здесь выглядит более оптимальным решением.

Однако стоит понимать, что высокий фреймрейт будет заметен только на мониторах с частотой от 120 Гц и выше. На 60-герцовых вы просто не заметите разницы в плавности картинки.

Вариант от AMD при прочих равных выглядит более «всеядным» и универсальным, да и ядер с потоками у него больше, а значит открываются новые перспективы вроде того же стриминга, который так популярен на Youtube.

Надеемся, теперь вы понимаете, в чем разница между частотой и количеством вычислительных ядер, и в каких случаях переплата за потоки оправдана.

Я считаю, что в данной борьбе, победителя здесь быть не может, так как битва в сравнениях была в разных весовых категориях.

На этой ноте закончим, не забывайте подписываться на обновления блога, пока пока.

Больше ядер или выше тактовая частота, что лучше?

Центральный процессор на вашем компьютере, безусловно, является одним из самых сильных определяющих факторов его производительности. Современный процессор представляет собой чудо архитектуры с несколькими различными потоками для распределения и временного хранения задач. Они умнее, быстрее и динамичнее. Но новые процессоры подняли новые вопросы среди общественности. В частности, есть одна битва, которая, вероятно, никогда не закончится: битва между количеством ядер процессора и его тактовой частотой.

Вы не найдете никого, кто разбирается в технологиях и сказал бы, что мы должны полностью отказаться от многоядерных процессоров и просто использовать как можно большую тактовую частоту. Есть причина, по которой ядра стали появляться на процессорах, и есть не менее веская причина, по которой производители микросхем стараются обойти друг друга по тактовой частоте. Ежедневно производители должны тщательно проектировать свои следующие модели процессоров, чтобы быть уверенными в том, что они успешно конкурируют с конкурентами и поставляют надежный продукт, который порадует их потребителей. Это означает достижение реалистичного, но гармоничного баланса между ядрами, тактовой частотой и архитектурой.

Почему тактовая частота важна

Чтобы было легче понять, думайте о процессоре не как о мозге, а как о двигателе. Если вычисления — это автомобиль, тогда процессор — это двигатель. Чем выше тактовая частота, тем быстрее будет двигаться машина (система).

Тактовая частота измеряется в ГГц (гигагерц), большее значение означает более высокую тактовую частоту. Чтобы запускать ваши приложения, ваш ЦП должен постоянно выполнять вычисления, если у вас более высокая тактовая частота, вы можете совершить вычисления быстрее, и в результате этого приложения будут работать быстрее и плавнее. Тактовая частота процессора, как следует из названия, сильно влияет на количество задач, которые каждое ядро может выполнить за определенный период времени. Скорость, наряду с шириной в битах, показывает, сколько данных может передаваться в секунду. Если один процессор имеет ширину шины 32 бита и скорость 3,93 ГГц, это означает, что он может обрабатывать почти 4 миллиарда единиц 32-битных данных в секунду. Это 4 миллиарда целых чисел! Более высокая тактовая частота означает большую скорость отклика при выполнении сложных линейных задач, таких как однопоточные приложения. Большинство программ по-прежнему работают линейно, используя только одно ядро. В этих случаях тактовая частота является королем.

Почему ядра важны

Если у вас был компьютер в начале 2000-х, вы, возможно, помните, что когда одна программа зависала, вполне вероятно, что вся ваша система также зависнет. Это было не только проблемой того, как операционные системы, такие как Windows, справлялись с задачами в прошлом. Наличие процессора с одним ядром гарантирует, что вы сможете выполнять только одну задачу за раз. Наличие нескольких ядер позволяет процессору обрабатывать несколько программ одновременно, разделяя работу на несколько единиц. Если одно ядро «забивается» задачей, которая просто продолжает работать (например, программа, использующая это ядро, зависает), общая работа чипа может сохраняться, пока вы выясняете, что не так, или в конце концов закрываете программу, чтобы освободить это ядро. Многоядерные процессоры стали популярными, так как стало все труднее увеличивать тактовую частоту на одноядерных процессорах из-за технологических ограничений. Ядро — это один процессор, многоядерные процессоры имеют несколько процессоров. Таким образом, двухъядерный процессор с тактовой частотой 3,0 ГГц имеет 2 процессора, каждый с тактовой частотой 3,0 ГГц. 6-ядерный процессор с тактовой частотой 3,0 ГГц имеет 6 процессорных блоков с тактовой частотой 3,0 ГГц. 6-ядерный процессор, который мы только что описали, имеет общую тактовую частоту 18,0 ГГц. То есть ваши программы будут работать в 6 раз быстрее, чем с одноядерным процессором с тактовой частотой 3,0 ГГц? Ну, не совсем … По сути, ядра являются инструментами многозадачности. Они обеспечивают большую динамичность и облегчают работу при работе на компьютере. Сегодня даже смартфоны имеют процессоры с несколькими ядрами. Многоядерные процессоры выглядят быстрее, потому что они могут принимать гораздо большую нагрузку, чем их одноядерные аналоги. Они очень надежны в устранении зависаний.

Думайте о ядрах как о взлетно-посадочных полосах в аэропорту. Чем их больше, тем легче будет посадить самолеты на землю.

Выше тактовая частота или больше ядер?

Итак, теперь вы понимаете преимущества более высокой тактовой частоты и производительности, которую может предложить больше ядер. Вы купите процессор с более низкой тактовой частотой, но с большим количеством ядер? Или процессор с большим количеством ядер, но с меньшей тактовой частотой? 12 ядер 2.66 ГГц или 3.46 ГГц 6 ядер, что лучше? Стоит ли 12-ядерная система с частотой 3,46 ГГц или я должен просто купить 6-ядерную? На эти вопросы мы поможем вам ответить сегодня. Прежде всего, если возможно, выбирайте тот, который имеет самую высокую тактовую частоту и наибольшее количество ядер. Однако из-за бюджетов это не всегда возможно, и обычно существует компромисс между ядрами и тактовой частотой.

Больше ядер, меньшая тактовая частота

Преимущества:

• Приложения, поддерживающие многопоточность, получат большую выгоду, имея в своем распоряжении большее количество ядер.
• Увеличение количества ядер в вашем процессоре является экономически эффективным способом повышения производительности.
• Поддержка многопоточности для приложений будет улучшаться со временем.
• Вы сможете запускать больше приложений одновременно, не видя падения производительности
• Отлично подходит для запуска нескольких виртуальных машин

Недостатки

• Более низкая однопоточная производительность, чем у процессора с более высокой тактовой частотой

Меньше ядер, выше тактовая частота

Преимущества

• Лучшая однопоточная производительность
• Более дешевый вариант

Недостатки

• Меньше ядер для разделения между приложениями
• Не такая высокая производительность при многопоточности

Источники:

http://expertology.ru/chto-vazhnee-kolichestvo-yader-ili-taktovaya-chastota-protsessora/
http://infotechnica.ru/pro-kompyuteryi/o-protsessorah/kto-pobedil-taktovaya-chastota-ili-kolichestvo-yader/
http://f1-it.ru/bolyshe-yader-ili-vshe-taktovaya-tchastota-tchto-lutchshe.html