هسته یا Core در CPU چیست؟؛ ویدئو

Core یا هسته سی پی یو، پردازنده‌ای کوچکتر در داخل پردازنده اصلی است. در واقع به تنهایی یک پردازنده کامل است. بنابراین اگر شما یک پردازنده Dual Core داشته باشید، پردازنده شما از دو ریزپردازنده تشکیل شده است. این قابلیت به شما امکان اجرای چند عملیات را به صورت هم‌زمان می‌دهد. حال بیایید به شکل حرفه‌ای‌تر به این مفهوم Core یا هسته پردازنده یا CPU بپردازیم.

گفتگوی TechTalk: بررسی مولفه های مهم CPU

قصد داریم طی چند قسمت، به بررسی CPU و نکات مهم در انتخاب آن چه در حوزه عمومی و چه در  حوزه انترپرایزی بپردازیم. در این قسمت، کارشناس ما مریم فقیهی، مهمان مسعود سوری است تا به موضوع بررسی مولفه های مهم CPU بپردازند. با معرفی CPU و اشاره به سیستم های SoC شروع کرده و پس از بررسی تفاوت CPU و SoC، به بررسی مولفه های مهم در سی پی یو مانند سرعت کلاک، TDP و IPC و هسته و … ادامه می دهیم.

عناوین مهمی که در این ویدئوی 20 دقیقه‌ای می‌بینید در ادامه آمده است:

عناوین مورد بررسی:

1. CPU چیست؟
2. SoC چیست؟
3. ARM چیست؟
4. تفاوت SoC با CPU در چیست؟
5. Clock Speed یا سرعت کلاک چیست؟
6. هسته یا Core چیست؟
7. Thread و Hyper Threading چیست؟
8. TDP چیست؟
9. Cache چیست؟
10. IPC چیست؟

Core یا هسته CPU چیست؟

اساسا پردازنده ها دارای یک هسته هستند یعنی CPU فیزیکی فقط یک واحد پردازش مرکزی دارد. تولیدکنندگان، هسته‌ها یا واحدهای پردازش مرکزی بیشتری اضافه کردند پس CPU دو هسته ای دارای دو واحد پردازش مرکزی است و سیستم عامل، آن را به صورت دو CPU می‌بیند و قادر به انجام دو پردازش مختلف به طور همزمان است. نتیجه چیست؟ افزایش سرعت سیستم!

هر چه تعداد CPU و Core بیشتر باشد، تعداد کارهایی که همزمان انجام می‌شود بیشتر است.

برخلاف Hyper Threading، هیچ فریبی در کار نیست: Quad Core CPU دارای دو واحد پردازش مرکزی است و Octa Core CPU دارای 8 واحد است. در Hyper Threading، سیستم عامل فریب داده می‌شود تا هر هسته واقعی پردازنده را به صورت دو پردازنده ببیند!

برای آشنایی با تکنولوژی Hyper Threading، مقاله “تکنولوژی Hyper Threading چیست؟” را مطالعه کنید.

این تکنولوژی کارایی را بسیار افزایش می‌دهد و نیازی نیست برای 4 واحد، 4 سوکت پردازنده مجزا که برق و کولینگ و دیگر سخت افزارها را لازم دارد، داشته باشید. همچنین Latency کمتر است زیرا Core ها در یک چیپ قرار دارند و سریع‌تر می‌توانند با هم ارتباط برقرار کنند.

در Task Manager ویندوز، این قابلیت به خوبی نمایش داده می‌شود: مثلا سیستمی که یک سوکت پردازنده با پردازنده 4 هسته ای دارد و با Hyper Threading، هشت پردازنده منطقی نشان می‌دهد. این نمایش را در تصویر زیر می‌بینید.

معادل های فارسی تعداد هسته های پردازنده به شرح زیر است:

• سی پی یو 8 / هشت هسته ای همان  octa core CPU است.
• سی پی یو 4 / چهار هسته ای همان  quad core CPU است.
• سی پی یو 2 / دو هسته ای همان  dual core CPU است.

core i7 چیست؟

برخی سی پی یو های اینتل در مدل های Core i ارایه می‌شوند. مثلا core i7 و core i5 و core i3. این سه خانواده از نظر قیمت، سرعت کلاک و کارایی با هم فرق دارند و بیشتر در لپ تاپ و کامپیوتر کاربرد دارند. قدرت پردازشی هر سری نسبت به سری قبل بهتر و بیشتر است. شاید فکر کنید تعداد هسته بیشتر باعث برتری Core i7 نسبت به Core i5 است اما در برخی مدل ها حتی سرعت Core i5 از core i7 بیشتر است که به دلیل نوع معماری و یا میزان کش آنها است. 

توجه داشته باشید که پردازنده های Core i7 در لپ تاپ با پردازنده های Core i7 در کامپیوتر با هم فرق دارند که البته مدلهای کامپیوتری از مدل های لپ تاپی قویی تر هستند.

تعداد هسته های core i7 بین 2 تا 8 هسته است. core i5 بین 2 تا 6 هسته دارد و Core i3 بسته به نسل سی پی یو، 2 یا 4 هسته دارد.

چگونه بفهمیم cpu چند هسته ای است؟ 

در ادامه چند راهکار برای اینکه بفهمیم cpu کامپیوتر و لپ تاپ چند هسته ای است ارایه می‌دهیم:

1. استفاده از system Information: در قسمت سرچ ویندوز عبارت system Information را تایپ کنید. در پنجره ای که باز می‌شود کلمه Processor را پیدا کنید. تمام مشخصات سی پی یو و تعداد هسته سی پی یو جلوی این کلمه نوشته شده است.

2. استفاده از Task Manager: با گرفتن همزمان سه دکمه CTRL و ALT و DELETE و انتخاب گزینه Task Manager، پنجره Task Manager باز می‌شود. در تب دوم این پنجره یعنی Performane، تعداد هسته های cpu را خواهید دید.

3. جستجوی مدل CPU: با استفاده از مرورگر می‌توانید مدل پردازنده خود را سرچ کنید و تعداد هسته آن را ببینید.

تفاوت هسته و رشته در cpu

Thread تعداد پردازش‌های مستقلی است که هر چیپ در هر لحظه می‌تواند انجام دهد. از نظر تئوری در واقع همان تعداد هسته است اما پردازنده‌هایی که قابلیت Multithreading دارند می‌توانند هر هسته را به دو Thread تقسیم کنند.

مفهوم Multiple CPU

اغلب کامپیوترها فقط یه CPU دارند که ممکن است چند هسته داشته باشند یا از تکنولوژی Hyper Threading استفاده کنند. اما در هر حال فقط یک سی پی یو فیزیکی در تک سوکت پردازنده روی مادربورد نصب است.

قبل از Hyper Threading و CPU های Multicore، تلاش‌هایی برای افزودن قدرت پردازشی به کامپیوترها در قالب افزودن CPU انجام شد که البته نیاز به مادربوردی با چند سوکت پردازنده بود. چنین مادربوردی نیاز به سخت افزار اضافی برای اتصال این سوکت‌های پردازنده به RAM و دیگر منابع هم هست و تنظیمات اضافی‌تر هم به همراه دارد. همچنین  Latency هم اضافه می‌شود چون سی پی یو باید با هر قسمت ارتباط برقرار کند. زمان تاخیر بیشتر، نیاز به برق بیشتر، مادربوردی با چند سوکت و سخت افزار بیشتر از الزامات افزایش تعداد CPUها به صورت فیزیکی است.

چنین سیستمی برای مصارف خانگی مرسوم نیست حتی در دسکتاپ‌های Gaming با قدرت بالا و چند کارت گرافیک، هنوز یک CPU وجود دارد. سیستم‌های چند پردازنده‌ای در سوپر کامپیوترها، سرورها، و سیستم‌های High End مشابه، کاربرد دارد.

نکته: Task هایی که CPU پردازش می‌کند، معمولا پروسه‌ها یا Thread های نرم افزاری است که سیستم عامل زمان‌بندی می‌کند. توجه داشته باشید که ممکن است که سیستم عامل، Thread های زیادی برای اجرا داشته باشد اما CPU فقط می‌تواند تعدادی مشخصی از آن‌ها را اجرا کند. اگر این تعداد را X در نظر بگیریم، مقدار X برابر است با تعداد هسته، ضرب در تعداد Thread های سخت افزاری هر هسته. باقی Thread ها باقی می‌مانند تا سیستم عامل آن‌ها را زمان‌بندی کند.

چند نکته درباره طراحی CPU

CPU ها علاوه بر داشتن یک یا چند هسته، اتصالات درونی دیگری دارند که هسته‌ها را به دنیای بیرون مرتبط می‌کنند مانند Cache، کنترلر حافظه برای ارتباط با RAM، کنترلر I/O مانند PCIe، USB، Display و غیره. این عناصر در گذشته خارج از پردازنده بودند اما در طراحی‌های مدرن، در داخل سی پی یو مجتمع شده‌اند.

برای اینکه با اجزای CPU بیشتر آشنا شوید توصیه می‌کنیم مقاله “راهنمای خرید CPU” را مطالعه کنید.

علاوه بر CPU ممکن است GPU هم مجتمع شده باشد تا این نزدیکی و مجاورت باعث افزایش کارایی و قدرت شود. بدین ترتیب، طراحی CPU به سمت SoC پیش می‌رود.

جمع‌بندی

هر چه تعداد CPU و هسته CPU بیشتر باشد، تعداد کارهایی که همزمان انجام می‌شود بیشتر است. در نتیجه کارایی در اغلب Task ها افزایش می‌یابد. امروزه بیشتر کامپیوترها دارای چند هسته هستند حتی در اسمارت فون ها و تبلت ها هم چند هسته ای دیده می‌شود. یکی از مزایای CPU های اینتل پشتیبانی از تکنولوژی Hyper Threading است که مزیت محسوب می‌شود. برخی کامپیوترها که قدرت پردازشی بیشتری لازم دارند، از چند CPU استفاده می‌کنند اما کارایی کم‌تری نسبت به آن چه که به نظر می‌رسد فراهم می‌کنند.

سوال متداول

دلایل نمایش نادرست برخی اطلاعات مربوط به هسته‌ها و فرکانس در بایوس چیست؟

اگر پس از نصب پردازنده جدید (Intel Core i7-3770)، برخی اطلاعات مربوط به تعداد هسته‌ها و فرکانس در بایوس و برنامه CPU-Z نادرست نمایش داده می‌شود، می‌توانند به دلایل زیر باشند:

نیاز به به‌روزرسانی بایوس: ممکن است نسخه فعلی بایوس شما از تشخیص و پشتیبانی از بایوس جدیدتر پشتیبانی نکند. در این صورت، به‌روزرسانی بایوس به نسخه جدیدتر می‌تواند مشکل را حل کند. لطفا به سایت سازنده مادربرد مراجعه کنید و آخرین نسخه بایوس را برای مادربرد خود دانلود و نصب کنید. قبل از انجام به‌روزرسانی بایوس، مهم است که دستورالعمل‌ها و راهنمایی‌های سازنده را به دقت مطالعه کنید و از اجرای صحیح فرآیند مطمئن شوید.

تنظیمات اشتباه بایوس  : بعضی از تنظیمات بایوس ممکن است تعداد هسته‌ها و فرکانس پردازنده مرکزی را نادرست تشخیص دهند. اطمینان حاصل کنید که تنظیمات مربوط به تعداد هسته‌ها و فرکانس در بایوس درست تنظیم شده باشند. بررسی کنید که تنظیمات “Multi-Core Support” یا مشابه آن در بایوس فعال شده باشد و تعداد هسته‌ها (Cores) به درستی تنظیم شده باشد.

نرم‌افزارهای نمایش اطلاعات سیستم: ممکن است با استفاده از نرم‌افزارهای نمایش اطلاعات سیستم، مانند CPU-Z، اطلاعات نادرستی دریافت کنید. در برخی موارد، نسخه‌های قدیمی از این نرم‌افزارها قادر به تشخیص و نمایش صحیح اطلاعات برای سخت‌افزارهای جدید نیستند.

در صورتی که مشکل شما پس از انجام مراحل فوق همچنان ادامه دارد، پیشنهاد می‌شود با تیم پشتیبانی فنی سازنده مادربرد یا تیم پشتیبانی اینتل تماس بگیرید تا مشکل را بررسی کنند و راهنمایی لازم را ارائه دهند.