¿Es un procesador de cuatro núcleos a 3.0 GHz equivalente a un solo núcleo a 12.0 GHz?

En términos de FLOPS sin procesar (o cualquier otra medida de potencia computacional sin procesar), es teóricamente posible que un núcleo sea igual a cuatro núcleos de 1/4 de la velocidad, todas las demás cosas son iguales, etc. Los problemas más grandes con los que se encuentra generalmente están relacionados a los tipos de trabajo que realizarán los procesadores o la física real de los procesadores mismos.

¿Sus tareas son tales que pueden dividirse en partes más pequeñas de manera eficiente y distribuirse en muchos núcleos? En caso afirmativo, verá el mismo rendimiento, si no, no lo hará y un núcleo único más rápido generalmente será mejor.

En segundo lugar, ¿cuánta potencia de procesamiento necesita? Dado su propio ejemplo, un núcleo de 12 GHz, es posible que actualmente no sea posible tener la potencia de procesador deseada en un solo núcleo. Hay una razón por la cual la arquitectura Netburst de Intel (disponible comercialmente como Pentium 4) nunca llegó al nivel de 10 GHz que esperaban (como referencia parcial y una instantánea interesante del período en que Intel comenzaba a darse cuenta de que 10 GHz iba a Para ser más difícil de alcanzar de lo que pensaban, mira este artículo: Intel se acelera en la carrera a 10 GHz) y esa razón es la física. Los procesadores están llenos de dispositivos que causan resistencia a la electricidad y tienen algo de capacitancia, por lo que para cargar las cosas más rápido necesita voltajes más altos e inevitablemente consumen más corriente. Esto da como resultado más energía consumida y más calor generado. Intel se dio cuenta de que la energía consumida no escalaba linealmente con la velocidad del reloj, sino que era más exponencial en su crecimiento más allá de cierto punto (cuando el voltaje requerido comenzó a aumentar), y una vez que excedió su capacidad para enfriar el chip, siguió una falla catastrófica. Al final, los diseñadores de procesadores se dieron cuenta de que el trabajo realizado por un chip de 4 GHz podría dividirse y hacerse por dos chips de 2 GHz por una pequeña fracción de la potencia requerida para el gran monstruo y esa realidad llevó a Intel a abandonar la línea Pentium 4 a favor de la línea “Core” más eficiente que incluiría un mejor soporte para diseños de núcleos múltiples y una mayor eficiencia energética.

No, el núcleo único siempre es mejor.

Este fue un ejercicio que me dieron en un curso sobre evaluación del desempeño, y la respuesta es teórica, lo que significa que pase lo que pase, la respuesta siempre será no.

Considere este escenario: suponga que un programa puede dividirse en 4 partes, cada una ejecutándose en un núcleo separado, o ejecutarse en un solo núcleo. Incluso si los 4 núcleos se ejecutan simultáneamente, el núcleo único hace lo mismo, a 4 veces la velocidad, logrando exactamente el mismo resultado.

Dado que un programa como el anterior es imposible para todos los intentos y propósitos, el núcleo único siempre tiene la ventaja.


Para aquellos de ustedes que ahora se preguntan por qué hay muchos procesadores de múltiples núcleos y solo unos pocos de un solo núcleo con altas velocidades de reloj, la respuesta es bastante simple.

Hacer un núcleo que funciona (relativamente) lento es fácil. Durante la producción, algunos pueden resultar defectuosos, pero en general no muchos. Con velocidades más altas, la tasa de fallas aumenta considerablemente, lo que significa que la mayoría de los procesadores producidos tendrían que desecharse *, lo que resulta en costos de producción excesivos. Es mucho más simple y económico empacar un núcleo más lento que hacer uno rápido.

* De hecho, Intel utiliza un truco para reducir este tipo de pérdidas. Cuando se hace un procesador de la serie i y se encuentra defectuoso, se convierte en un procesador de menor rendimiento. Por ejemplo, un procesador i7 con un núcleo defectuoso podría transformarse en uno i5 o i3 desactivando algunos núcleos más, o reduciendo su velocidad máxima, o ambas.

Permítame responder la pregunta usando dos ejemplos no técnicos.

  1. Si cuatro hombres (o mujeres) igualmente fuertes pueden transportar cada uno 50 Kg (110 lb) 100 metros en 30 segundos, entonces los cuatro hombres pueden transportar 200 Kg 100 metros en 30 segundos trabajando juntos. Los cuatro hombres no pueden transportar 50 kg 400 metros en 30 segundos.
  2. El embarazo de una mujer duró nueve meses. Cuatro mujeres no pueden llevar un embarazo a término en 2.25 meses.

Cuando se trata de procesadores de doble núcleo, la velocidad de los núcleos no se combina, pero ambos funcionan a la misma velocidad. Los procesadores de doble núcleo se utilizan principalmente para dividir una tarea de programa entre los dos núcleos si el software admite múltiples núcleos y, por lo tanto, ejecuta el código del programa más rápido. Múltiples núcleos permiten la capacidad de compensar las limitaciones de velocidad de la CPU. En resumen, puede procesar el código del programa más rápido sin aumentar la velocidad de la CPU. Las CPU comúnmente vienen como duales, seis u 8 núcleos, lo que hace que la ejecución de aplicaciones de gama alta sea mucho más rápida que en un solo núcleo. Como instructor de computadoras, tengo una tendencia a educar, así que espero no divagar.

En cuanto al Celeron, tiene límites ya que el caché interno (efectivo) es más pequeño y debe hacer más viajes a la memoria integrada, lo que hace que el sistema entre en un patrón de retención cada vez que necesita actualizar el caché con más datos. En resumen, las CPU con gran tamaño de caché son extremadamente importantes al elegir un nuevo procesador.

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Realmente depende de cómo estén optimizados los programas que se utilizan, y si desea hacer más de una cosa. Un buen ejemplo es el juego. En el pasado, la mayoría de los juegos se codificaban para aprovechar realmente solo un núcleo. Sin embargo, muchos juegos más nuevos y otras aplicaciones están codificadas para aprovechar múltiples núcleos / hilos. Además, si desea transmitir o algo MIENTRAS juega, el núcleo cuádruple sería aún mejor, ya que está haciendo muchas cosas a la vez, mientras que el núcleo único, incluso con la velocidad de reloj masiva, podría tener dificultades.

Técnicamente ambos son iguales. La frecuencia de un procesador de 12 GHz de un solo núcleo es equivalente a la frecuencia del procesador de cuatro núcleos (3GHz * 4 núcleos = 12 GHz).

Básicamente, la diferencia entre los dos es cómo funciona el ‘reloj y el temporizador’ dentro de la CPU. Por ejemplo, digamos que hay 4 tareas asignadas a dos grupos. Un grupo que consta de 4 personas normales y el otro grupo es un individuo inteligente .

Caso 1- Si la tarea es física, entonces obviamente el grupo 1 ganará

Caso 2: si la tarea es mental, hay más posibilidades de que el individuo del grupo 2 gane, pero solo si los miembros del grupo 1 no entienden la tarea, de lo contrario también pueden hacerlo, ri8? E incluso más rápido que el individuo.

Conclusión:-

Cuanto mayor sea el número de núcleos, más rápido es el rendimiento de la multitarea, ya que la tarea se realiza en paralelo.

En un solo núcleo, las tareas se realizan una por una en serie.

Entonces, ¿por qué son estos 12 GHz?

Debes haber visto aplicaciones / juegos con especificaciones: 4 gb de ram y velocidades de reloj (GHz)

Entonces, si la velocidad del reloj requerida por el software

Y hoy en día todas las aplicaciones / juegos se lanzan dentro de 4.10 GHz, ya que ese es el procesador máximo disponible hasta ahora (core i7).

Entonces, como no hay una aplicación> 4.10 GHz, el núcleo cuádruple es mejor, pero cuando superen el núcleo único funcionará mejor.

Pero de hecho, las compañías producirán un núcleo cuádruple de 12 GHz, en lugar de un solo núcleo.

Para la mayoría de las tareas de cálculo, 1 * S GHz es mejor que C * S / C GHz (donde S es la velocidad del reloj y C es el número de núcleos), pero en algunos casos un sistema distribuido puede funcionar mejor.

Si ha distribuido un conjunto de tareas, entonces un sistema de procesador único puede, en teoría, tener más intercambio de contexto que un sistema de múltiples núcleos, aunque supongo que sería difícil medir un mejor rendimiento incluso en un punto de referencia cuidadosamente diseñado.

Si reemplaza “quad-core” con “sistema distribuido” en múltiples arquitecturas, entonces es un escenario diferente. En muchos problemas computacionales, la velocidad de la CPU no es el cuello de botella, sino que también puede ser E / S, acceso a memoria, etc. En una arquitectura distribuida, como MapReduce, puede obtener una ventaja significativa en la distribución de su tarea para decir 128 máquinas independientes , funcionando a 1/128 reloj en un solo sistema.

¿Funcionaría una búsqueda de Google tan rápido en un solo servidor de CPU con una CPU increíblemente sincronizada? Improbable.

La respuesta es no, el núcleo único siempre será más rápido.

Dado que todos los núcleos estarían accediendo a la misma memoria y E / S, no serían más rápidos o más lentos en rendimiento efectivo para aquellos.

Sin embargo, dado que hay una sobrecarga asociada con la división del cálculo en múltiples núcleos, y luego combinarlos en un solo resultado, los múltiples núcleos siempre serán más lentos.

Dudo que alguien pueda escribir un programa para ejecutarse más lento en un solo núcleo.

Primero Muéstrame un procesador de 12 Ghz que alguien pueda mantener de esa manera y que su costo de rendimiento realmente vale la pena. (Con nuestro nivel tecnológico relativo, 12 Ghz es imposible). El ganador actual es AMD AMD obtiene el récord mundial Guinness por la CPU más rápida con un procesador FX octa-core overclockeado

Pero asumiremos que esto es una teoría. Sin embargo, ¿cuántas tareas hay? ¿Hay 4 tareas? 6 tareas o 1 tarea.

¿Son las CPU la misma arquitectura? Después de todos esos patéticos Pentium 4 podrían obtener 2Ghz, pero un Athlon 64 de 1.25Ghz los derrotaría en todos los puntos de referencia.

Si asumimos 1 tarea, misma arquitectura, memoria compartida. Luego, el núcleo Single 12 Ghz lo hará más rápido. Incluso si el Código se pudiera dividir de manera uniforme porque tiene que ensamblarse al final, estaría cerca.

Ahora digamos que fueron 4 tareas diferentes, entonces el quad core podría ganar. Digamos que fueron 6 tareas diferentes, nuevamente el quad core podría ganar.

Ahora presione Ctrl + Shift + Esc -> Haga clic en el rendimiento (si ve detalles de un programa, haga clic en eso primero), luego busque la palabra Subprocesos: Tengo 2124 ejecutándose actualmente. Cada uno de estos puede ir a un núcleo y ejecutarse 1 a la vez por núcleo (i7–5930k Tengo 12 núcleos (virtuales) 6 núcleos (físicos). Por lo tanto, puedo ejecutar 12 subprocesos al mismo tiempo. Normalmente decimos 6 núcleos 12 hilos (en estos días). Si tuviera solo 4 hilos, mi CPU definitivamente sería demasiado para lo que hago.

TL: DR en la mayoría de las ocasiones gana un solo 12 Ghz al hacer una sola tarea, sin embargo, las leyes de la física no permiten que el rendimiento / costo valga la pena.

No. Mientras un subproceso se bloquea en un núcleo, otros subprocesos pueden ejecutarse en los otros núcleos sin un cambio de contexto. El paralelismo le brinda un mejor rendimiento en sí mismo.

¿Es un procesador de cuatro núcleos a 3.0 GHz equivalente a un solo núcleo a 12.0 GHz?

No, no es. Ofrece 4 (cuatro) lotes de 3.0 GHz, no 12 GHz. Básicamente comparten la carga de la tarea que le asignas (CPU).