Różnica między rdzeniem a procesorem

Rdzeń a procesor
 

Różnica między procesorem a rdzeniem może być zagadkowym zagadnieniem, jeśli nie jesteś obeznany z komputerem. Procesor lub procesor jest jak mózg systemu komputerowego. Odpowiada za wszystkie podstawowe funkcje, takie jak operacje arytmetyczne, logiczne i kontrolne. Tradycyjny procesor, taki jak procesor Pentium, ma tylko jeden rdzeń wewnątrz procesora, ale współczesne procesory to procesory wielordzeniowe. Procesor wielordzeniowy ma kilka rdzeni w pakiecie procesorów, przy czym rdzeń jest najbardziej podstawową jednostką obliczeniową procesora. Rdzeń może wykonywać tylko jedną instrukcję programu na raz (może wykonać kilka, jeśli dostępna jest funkcja hiperwątkowania), ale procesor złożony z kilku rdzeni może wykonywać kilka instrukcji jednocześnie, w zależności od liczby rdzeni.

Co to jest procesor?

Procesor zwany również Central Processing Unit (CPU) jest najważniejszą częścią systemu komputerowego odpowiedzialną za wykonywanie instrukcji programu. Instrukcje te obejmują operacje arytmetyczne, logiczne, kontrolne i operacje wejścia-wyjścia. Tradycyjnie procesor składa się z komponentu o nazwie Jednostka arytmetyczna i logiczna (ALU), który jest odpowiedzialny za wszystkie operacje arytmetyczne i logiczne, oraz z innego komponentu o nazwie Jednostka sterująca (CU), który jest odpowiedzialny za wszystkie operacje kontrolne. Ma także zestaw rejestrów do przechowywania wartości. Tradycyjnie procesor może wykonywać tylko jedną instrukcję na raz. Procesory, które mają tylko jeden rdzeń, nazywane są procesorami jedno-rdzeniowymi. Seria Pentium jest przykładem procesorów jednordzeniowych.

Następnie wprowadzono procesory wielordzeniowe, w których jeden procesor miał kilka procesorów zwanych rdzeniami. Tak więc dwurdzeniowy procesor ma dwa rdzenie wewnątrz procesora, a czterordzeniowy procesor ma w sobie cztery rdzenie. Tak więc procesor wielordzeniowy jest jak pakiet zawierający kilka procesorów zwanych rdzeniami. Te procesory wielordzeniowe mogą wykonywać kilka instrukcji jednocześnie w zależności od liczby rdzeni.
Procesor oprócz rdzeni ma również interfejs, który łączy urządzenie ze światem zewnętrznym. Procesor wielordzeniowy ma również interfejs, który łączy wszystkie rdzenie ze światem zewnętrznym. Ma także pamięć podręczną ostatniego poziomu, znaną jako pamięć podręczna L3, która jest wspólna dla wszystkich rdzeni. Co więcej, procesor może zawierać kontroler pamięci i kontroler wejścia-wyjścia, ale w zależności od architektury czasami mogą być one umieszczone w mikroukładie, który znajduje się poza procesorem. Ponadto niektóre procesory mają procesory graficzne (GPU), w których procesor graficzny jest również wykonany z małych i mniej wydajnych rdzeni.

Co to jest rdzeń?

Rdzeń jest podstawowym elementem obliczeniowym procesora. Kilka rdzeni razem tworzy procesor. Rdzeń składa się z kilku podstawowych części. Jednostka arytmetyczna i logiczna jest odpowiedzialna za wykonywanie wszystkich operacji arytmetycznych i logicznych. Jednostka sterująca odpowiada za wszystkie operacje kontrolne. Zestaw rejestrów tymczasowo przechowuje wartości. Jeśli rdzeń nie ma funkcji zwanej hiperwątkowością, może wykonywać jednocześnie tylko jedną instrukcję programu. Jednak współczesne rdzenie mają technologię zwaną hiperwątkowością, w której rdzeń ma nadmiarowe jednostki funkcjonalne, które umożliwiają im wykonywanie kilku instrukcji równolegle. Wewnątrz rdzenia znajdują się dwa poziomy pamięci podręcznej zwanej pamięcią podręczną L1 i pamięcią podręczną L2. L1 jest najbliższy, który jest najszybszy, ale najmniejszy. Pamięć podręczna L2 znajduje się po pamięci podręcznej L1, gdzie jest nieco duża, ale wolniejsza niż L1. Te pamięci podręczne są szybszymi pamięciami, które przechowują dane do iz pamięci o dostępie swobodnym (RAM) komputera w celu zapewnienia szybszego i wydajnego dostępu.

Jaka jest różnica między procesorem a rdzeniem?

• Rdzeń jest najbardziej podstawową jednostką obliczeniową procesora. Procesor składa się z jednego lub więcej rdzeni. Tradycyjne procesory miały tylko jeden rdzeń, podczas gdy nowoczesne procesory mają wiele rdzeni.

• Rdzeń składa się z ALU, CU i zestawu rejestrów.

• Rdzeń składa się z dwóch poziomów pamięci podręcznej zwanych L1 i L2, które znajdują się w każdym rdzeniu.

• Procesor składa się z pamięci podręcznej współdzielonej przez rdzenie wywoławcze zwane pamięcią podręczną L3. Jest wspólny dla wszystkich rdzeni.

• Procesor w zależności od architektury może składać się z kontrolera pamięci i kontrolera wejścia / wyjścia.

• Niektóre pakiety procesorów również składają się z procesorów graficznych (GPU).

• Rdzeń, który nie ma hiperwątkowości, może wykonywać tylko jedną instrukcję na raz, podczas gdy procesor wielordzeniowy złożony z kilku rdzeni może wykonywać kilka instrukcji równolegle. Jeśli procesor składa się z 4 rdzeni, które nie obsługują hiperwątkowości, wówczas procesor ten może wykonać 4 instrukcje w tym samym czasie.

• Rdzeń z technologią hiperwątkowości ma nadmiarowe jednostki funkcjonalne, dzięki czemu mogą wykonywać wiele instrukcji jednocześnie. Na przykład rdzeń z 2 wątkami może wykonywać 2 instrukcje jednocześnie, dlatego procesor z 4 takimi rdzeniami może wykonywać instrukcje 2 × 4 równolegle. Wątki te są zwykle nazywane rdzeniami logicznymi, a menedżer zadań systemu Windows ogólnie pokazuje liczbę rdzeni logicznych, ale nie rdzeni fizycznych.

Streszczenie:

Procesor vs rdzeń

Rdzeń jest najbardziej podstawową jednostką obliczeniową procesora. Nowoczesny procesor wielordzeniowy składa się z kilku rdzeni, ale wczesne procesory miały tylko jeden rdzeń. Rdzeń składa się z własnej ALU, CU i zestawu rejestrów. Procesor składa się z jednego lub więcej takich rdzeni. Pakiet procesora zawiera również połączenia między rdzeniami na zewnątrz. W zależności od architektury procesor może również zawierać zintegrowany procesor graficzny, kontroler IO i kontroler pamięci. Dwurdzeniowy procesor ma 2 rdzenie, a czterordzeniowy procesor ma 4 rdzenie, jak sama nazwa wskazuje. Rdzeń może wykonywać tylko jedną instrukcję na raz (kilka, jeśli dostępny jest hiperwątkowanie), ale procesor wielordzeniowy może wykonywać instrukcje równolegle, ponieważ każdy rdzeń działa jak niezależny procesor.

Obrazy dzięki uprzejmości:

1. Schemat blokowy pełnego modułu spychacza, pokazujący 2 klastry liczb całkowitych według Shigeru23 (CC BY 3.0)