W kontekście tego cytatu, ile „układów / gniazd” zawierają komputery osobiste?

12

Mój podręcznik mówi:

Mikroprocesory stały się nie tylko najszybszymi dostępnymi procesorami ogólnego przeznaczenia, ale także wieloprocesorami; każdy układ (zwany gniazdem) zawiera wiele procesorów (zwanych rdzeniami), każdy z wieloma poziomami dużych pamięci podręcznych i wieloma procesorami logicznymi współużytkującymi jednostki wykonawcze każdego rdzenia. Od 2010 roku nie jest niczym niezwykłym, że nawet laptop ma 2 lub 4 rdzenie, każdy z 2 wątkami sprzętowymi, w sumie 4 lub 8 procesorów logicznych.

Czy komputery osobiste zawierają tylko jeden układ, który sam zawiera wiele procesorów? A może mają wiele takich żetonów?

Wskaźnik
źródło
19
Używanie w podręczniku słowa „gniazdo” wydaje się niedokładne. Chip podłącza się do gniazdka. Gniazdo jest puste i bez niego bezużyteczne. Większość płytek drukowanych ma wiele innych układów, wspierających role procesora, które nie mają gniazd, ale są przylutowane bezpośrednio do płytki.
elektromaggot
3
@electromaggot: Są też komputery, na których jest wiele układów scalonych na płycie głównej, które podłącza się do jednego gniazda (na przykład, o ile mi wiadomo, IBM POWER8 Murano jest dostarczany jako dwa oddzielne układy na jednej płycie, które można podłączyć do jednego gniazda gniazdo, IBM zwykło nazywać to MCM (Multi Chip Module)). A w małych laptopach i netbookach procesor może znajdować się bezpośrednio na płycie bez żadnego gniazda. Terminologia zawarta w tym artykule jest bardzo odległa.
Jörg W Mittag,
2
W rzeczywistości to użycie słowa „gniazdo” jest dość powszechne, aby podkreślić różnicę między fizycznym obiektem procesora a rdzeniem na konkretnej jednostce centralnej. Dla oprogramowania operacyjnego są one prawie nie do odróżnienia, dlatego licencja „1-2 CPU” na starszych systemach Windows powodowała problemy z procesorami quadcore.
Agent_L,
1
@ Hobbs Zgadzam się, że jest niepoprawny, ale miałem na myśli to, że zauważyłem, że jest używany w ten sposób
:)
4
Często jednak widzisz gniazdo używane w ten sposób do licencjonowania - oprogramowanie może powiedzieć, że jest „licencjonowane na rdzeń” lub „licencjonowane na gniazdo”.
Grant

Odpowiedzi:

16

Większość nowych komputerów stacjonarnych będzie zawierać jeden główny procesor CPU, który ma wiele rdzeni. Każdy rdzeń działa podobnie jak niezależny procesor.

Czasami każdy rdzeń ma funkcję nazywaną jednoczesnym wielowątkowością (SMT), która sprawia, że ​​każdy rdzeń wydaje się systemowi operacyjnemu jako dwa lub więcej wirtualnych rdzeni. Intel nazywa to HyperThreading .

Tak więc jeden układ CPU może zawierać cztery rdzenie, z których każdy ma dwa rdzenie wirtualne, co powoduje, że system operacyjny widzi osiem procesorów.

Główną różnicą koncepcyjną między procesorem, rdzeniem i rdzeniem wirtualnym jest ilość zasobów współdzielonych w układzie.

W przeszłości serwery o dużej mocy posiadały kilka oddzielnych układów CPU (i prawdopodobnie jest to nadal prawdą), czasami na oddzielnych płytach CPU podłączanych do wspólnej płyty montażowej.

Komputery stacjonarne będą także miały jeden lub więcej procesorów graficznych, głównie do grafiki. Są one bardzo podobne do procesorów i mogą być używane do specjalistycznych obliczeń ogólnych, takich jak wydobywanie bitcoinów.

Komputery stacjonarne będą również zawierać wiele innych układów, które nie są procesorami. Wykonują one specjalistyczne funkcje, takie jak udostępnianie interfejsów USB i tak dalej. Termin „chip” jest używany dla dowolnego układu scalonego (IC) w pakiecie, który można przylutować do płytki drukowanej (PCB).


Oto losowy przykład płyty głównej komputera takiego, jak na komputerze stacjonarnym:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

  • „AMD Socket 942” - w którym zainstalowany jest pojedynczy główny procesor CPU.
  • Układ „AMD SB950 Southbridge” - układy pomocnicze dla procesora
  • „Chipset AMD 990FX” - procesor graficzny (GPU)
  • „Intel Ethernet GameFirst II” - układ interfejsu sieciowego.

itp.

Każdy układ CPU ma wewnętrzną logiczną architekturę, oto przykład, który pokazuje jeden ze sposobów porządkowania współdzielonych zasobów w jednym układzie.

wprowadź opis zdjęcia tutaj
Zdjęcie z AMD

Dokładne szczegóły mogą się bardzo różnić między producentami oraz między generacjami i asortymentami układów tego samego producenta. To szybko zmieniający się obszar. Ogólna idea nadal obowiązuje.

RedGrittyBrick
źródło
7
Serwery wieloprocesorowe są rzeczywiście nadal używane - obecnie dość często z NUMA (więc nie są one tylko wieloprocesorowe, ale w pewnym stopniu także wieloprocesorowe). Jest to bardzo przydatne dla hostów VM i superkomputerów.
Luaan,
1
A kiedy wrócisz do lat 60-tych, 70-tych, znajdziesz także przykłady komputerów, na których „rdzeń” składał się z całej płytki z wieloma układami scalonymi i innymi komponentami.
Tonny
3
Warto powiedzieć, że hierarchia idzie o jeden poziom głębiej: gniazdo, rdzeń, wątek. Na przykład mam 1 gniazdo z 4 rdzeniami, każdy z 2 wątkami (w sumie 8 procesorów widzianych przez system operacyjny). Ta taksonomia odzwierciedla współdzielenie zasobu, z gniazdem mającym linie LLC, eDRAM i PCI, rdzeniami jego jednostek wykonawczych i pamięci podręcznych, wątkiem, który jest frontendem w żargonie (który może nawet przeplatać czas).
Margaret Bloom
@Margaret: Doskonały punkt, dzięki. Zaktualizowałem swoją odpowiedź, aby o tym wspomnieć.
RedGrittyBrick
@MargaretBloom: Istnieją również przykłady większych modułów zawierających wiele układów scalonych podłączanych do jednego gniazda. Tak więc możesz mieć wiele gniazd, każde z modułem z wieloma układami scalonymi, każde z wieloma rdzeniami, każde z wieloma wątkami. Na przykład IBM miał „Książki procesorów” na p595, w których „książka” z wieloma gniazdami, każda z modułem, każda z wieloma chipami, każda z wieloma rdzeniami, każda z wieloma wątkami, wsuwałaby się do gniazda na płycie montażowej , i możesz mieć wiele książek na jedną płytę montażową. Aha, i wiele płaszczyzn na maszynę:
D
4

Komputery stacjonarne mogą mieć więcej niż jeden układ / procesor.

przeszłość

W przeszłości, zanim pojawiły się procesory wielordzeniowe, komputery stacjonarne wieloprocesorowe były używane, gdy istniała uzasadniona potrzeba więcej niż jednego rdzenia procesora - np. Do szeroko zakrojonych obliczeń, które można było zrównoleglać. Zobacz w celach informacyjnych:

obecny

Obecnie komputery stacjonarne z wieloma procesorami nie są już często używane. Jest ich kilka (patrz Dell Precision Tower 7000 Series (7810) ).

Jeśli potrzebujesz dużej mocy obliczeniowej ponad wysokiej klasy wielordzeniowy komputer stacjonarny z procesorem, wybierz serwer obliczeniowy (klaster obliczeniowy) z kilkoma procesorami wieloprocesorowymi. Zaloguj się do tego klastra za pomocą komputera stacjonarnego i zdalnie wykonaj swoje zadania. Zobacz w celach informacyjnych:

daniel.neumann
źródło
2

Chodzi o znaczenie użytych słów. Technologia, którą opisują, jest stosunkowo nowa, więc znaczenia nie są dobrze ustalone. Aby dodać zamieszanie, niektóre rzeczy, które miały jedno znaczenie, musiały zostać rozbieżne, a teraz mają 2 znaczenia

Gniazdo elektryczne:

  1. Dowolne gniazdo, w którym można coś podłączyć. Jak w „cpu socket”, „ram socket”, „usb socket” itp
  2. Gniazdo procesora na płycie głównej, na którym można zamontować jeden procesor fizyczny.
  3. Jeden procesor fizyczny. Niekoniecznie typu gniazdowego (nie każdy procesor korzysta z gniazda, niektóre, głównie laptopowe, są bezpośrednio przylutowane do płyty głównej. Jednak zgodnie z tą definicją nadal liczą się jako „1 gniazdo”)

Edytor:

  1. Procesor fizyczny (inaczej gniazdo) (jako to, co otrzymujesz, kupując „jeden procesor” w sklepie)
  2. Procesor logiczny (inaczej wątek) (jak widzi Twój system operacyjny po otwarciu Menedżera zadań)
  3. W najszerszym tego słowa znaczeniu: dowolny sprzęt lub jego część zdolna do wykonywania programu.

Rdzeń procesora:

  1. Część, z której wykonany jest procesor fizyczny. Nowoczesne rdzenie mogą mieć jeden lub dwa wątki.

Żeton:

  1. Jeden układ scalony w pakiecie. np. procesor fizyczny.
  2. Jeden kawałek krzemu, kostka.

Przeanalizujmy twoją wycenę:

każdy układ [procesor fizyczny] (zwany gniazdem [procesor fizyczny] ) zawiera wiele procesorów [dowolny sprzęt zdolny do wykonania] (zwanych rdzeniami ), każdy z wieloma poziomami dużych pamięci podręcznych pamięci i wieloma procesorami logicznymi współużytkującymi jednostki wykonawcze każdego rdzenia .

Teraz twoje pytanie:

Czy komputery osobiste zawierają tylko jeden układ, który sam zawiera wiele procesorów? A może mają wiele takich żetonów?

Większość komputerów osobistych nigdy nie zawierała wielu procesorów fizycznych . Są one przeznaczone dla serwerów i czasami entuzjastów (np. Intel Skulltrail, EVGA Classified SR-2) lub stacji roboczych dla hardcorowych crunchers. Prawie każdy nowoczesny komputer osobisty zawiera wiele procesorów logicznych w pakiecie POJEDYNCZE gniazdo / procesor fizyczny . Te liczne logiczne procesory są realizowane jako wiele rdzeni w jednym lub większej liczbie układów / kawałków krzemu w jednym fizycznym procesorze i / lub jako jeden lub dwa logiczne procesory / wątki na rdzeń .

Z punktu widzenia oprogramowania i użytkownika nie ma znaczenia, w jaki sposób są one realizowane. Wszystko, co jest łatwo widoczne bez demontażu komputera, to liczba logicznych procesorów / wątków . W niektórych zastosowaniach jeden rdzeń na wątek jest zauważalnie szybszy niż ta sama liczba wątków dzielących połowę rdzeni .

Agent_L
źródło
2

Komputery stacjonarne i laptopy konsumenckie są zbudowane wokół kilku oddzielnych komponentów opartych na dość ustandaryzowanym systemie modułowym.

  • Płyta główna : integruje kilka różnych bitów, w tym gniazda dla komponentów modułowych oraz urządzeń zewnętrznych i wewnętrznych (takich jak dyski twarde, USB, wejścia i wyjścia grafiki i audio itp.), A także elektronika do pośredniczenia w dystrybucji sygnałów i mocy między im. Może to obejmować dziesiątki mniejszych układów, które nie są tak naprawdę częścią mocy obliczeniowej komputera, ale nadal pełnią ważną funkcję.

  • Grafika : większość kart będzie wyposażona w jedną lub więcej kart graficznych, które są wymiennymi blokami sprzętu specjalnie zaprojektowanymi do przetwarzania grafiki i mają własny zestaw fizycznych portów wejściowych i wyjściowych (HDMI itp.). Niektóre (ale nie wszystkie) procesory będą również miały zintegrowane układy graficzne, które mogą obsługiwać przetwarzanie grafiki przy braku dedykowanej karty. Niektóre płyty umożliwiają także jednoczesne używanie kilku podobnych kart graficznych w celu poprawy wydajności (SLI / crossfire). Współczesna karta graficzna zazwyczaj ma również znaczną ilość wbudowanej pamięci. Większość kart graficznych ma teraz zintegrowane wentylatory i radiatory (lub możliwość podłączenia do obwodu chłodzenia cieczą)

  • BIOS : układ lub zestaw układów na płycie głównej, który obsługuje najbardziej podstawowe funkcje komputera

  • RAM : szybka pamięć o natychmiastowym dostępie, ściśle zintegrowana z procesorem do intensywnego podnoszenia komputerów. Zwykle w postaci długich, wąskich modułowych i wymiennych kart, które umieszcza się w dedykowanych gniazdach na płycie głównej. Zwykle instalowany w wielokrotnościach 2. Coraz bardziej wydajna pamięć RAM może mieć własny zintegrowany aktywny lub pasywny system chłodzenia.

  • Inne karty I / O : teraz mniej powszechne niż w przeszłości, jednak niektóre płyty mogą być wyposażone w specjalne wejścia / wyjścia audio, dodatkowe porty USB lub inne porty sprzętowe lub karty sieciowe, a także karty specjalistyczne do starszych portów.

  • Porty SATA / IDE do podłączenia wewnętrznych dysków twardych, napędów optycznych i innych urządzeń pamięci masowej.

  • Procesor : wszystkie płyty główne będą miały gniazdo do podłączenia procesora ze szczególną konfiguracją pinów, które zaakceptują szereg modeli procesorów oznaczonych „typem gniazda”, np. Standard AMD AM2 +, a każdy dany typ gniazda będzie wyposażony w szereg procesorów z różnymi różne poziomy wydajności. Praktycznie wszystkie współczesne procesory mają wiele rdzeni, a czasem także rdzeni graficznych w ramach jednego komponentu fizycznego.

Struktura ta została zaprojektowana w taki sposób, aby stosunkowo łatwo podnieść wydajność komputera, wymieniając komponenty modułowe przynajmniej do momentu, w którym płyta główna nie jest już zgodna z najnowszym standardem, chociaż często występuje pewien stopień kompatybilności wstecznej, więc jest całkowicie możliwe utrzymanie ciągłej aktualizacji modułów bez kupowania całkowicie „nowego” komputera (mój komputer działa już od 15 lat, ale tak naprawdę jest to jedyny naprawdę oryginalny komponent). Podobnie jak miotła Triggera

Krótka odpowiedź brzmi więc, że każdy komputer będzie zawierał co najmniej kilkadziesiąt osobnych układów przetwarzających i pamięci z określonymi funkcjami i zmienną architekturą i wydajnością.

Chris Johns
źródło
1

Komputery stacjonarne i laptopy konsumenckie mają jeden procesor fizyczny , który może być zainstalowany w gnieździe (większość laptopów i niektóre kompaktowe komputery stacjonarne mają procesory wlutowane na płycie głównej), ale mają wiele rdzeni . Każdy rdzeń może wykonywać własny wątek ; niektóre procesory mają jednoczesną funkcję wielowątkowości (określaną przez Intel jako Hyper-Threading Technology), która pozwala każdemu rdzeniu pracować na więcej niż jednym wątku na raz, wykorzystując niewykorzystane zasoby wykonawcze w każdym rdzeniu. Typowy procesor Intel Core i7 do komputerów stacjonarnych ma cztery rdzenie, każdy z dwukierunkowym jednoczesnym wielowątkowością, co pozwala mu wykonywać jednocześnie osiem wątków.

Systemy z wieloma gniazdami mogą akceptować więcej niż jeden procesor fizyczny; są przeznaczone do użytku na serwerach lub stacjach roboczych i są na ogół bardzo drogie (od kilku tysięcy do dziesiątek tysięcy dolarów).

bwDraco
źródło