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Conceptos básicos de la CPU: Explicación de múltiples CPU, núcleos e hiperherramientas


La unidad de procesamiento central (CPU) en su computadora realiza básicamente los programas computacionales de ejecución de trabajos. Pero las CPU modernas ofrecen funciones como núcleos múltiples e hiper-threading. Algunas PC incluso usan múltiples CPU. Estamos aquí para ayudar a resolverlo todo.

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La velocidad de reloj de una CPU solía ser suficiente cuando se comparaba el rendimiento. Las cosas ya no son tan simples. Una CPU que ofrece múltiples núcleos o hiper-threading puede tener un rendimiento significativamente mejor que una CPU de un solo núcleo de la misma velocidad que no cuenta con hyper-threading. Y las PC con múltiples CPU pueden tener una ventaja aún mayor. Todas estas funciones están diseñadas para permitir que las PC ejecuten más fácilmente múltiples procesos al mismo tiempo, lo que aumenta su rendimiento al realizar múltiples tareas o bajo las demandas de potentes aplicaciones como codificadores de video y juegos modernos. Entonces, echemos un vistazo a cada una de estas características y lo que podrían significar para usted.

Hyper-Threading

Hyper-threading fue el primer intento de Intel de llevar a cabo computación en paralelo para las PC de consumo. Debutó en CPU de escritorio con el Pentium 4 HT en 2002. Los Pentium 4 del día presentaban solo un núcleo de CPU, por lo que realmente solo podía realizar una tarea a la vez, incluso si era capaz de alternar entre tareas lo suficientemente rápido que parecía una multitarea Hyper-threading intentó compensar eso.

Un único núcleo de CPU física con hiper-threading aparece como dos CPU lógicas para un sistema operativo. La CPU sigue siendo una sola CPU, por lo que es un poco engañoso. Mientras que el sistema operativo ve dos CPU para cada núcleo, el hardware de la CPU real solo tiene un único conjunto de recursos de ejecución para cada núcleo. La CPU pretende tener más núcleos de los que tiene, y usa su propia lógica para acelerar la ejecución del programa. En otras palabras, se engaña al sistema operativo para que vea dos CPU para cada núcleo de CPU real.

Hyper-threading permite que los dos núcleos de CPU lógicos compartan recursos de ejecución física. Esto puede acelerar un poco las cosas: si una CPU virtual está atascada y esperando, la otra CPU virtual puede tomar prestados sus recursos de ejecución. Hyper-Threading puede ayudar a acelerar su sistema, pero ni siquiera es tan bueno como tener núcleos adicionales reales.

Afortunadamente, el hyper-threading ahora es una "bonificación". Mientras que los procesadores originales de consumo con hyper-threading solo tenían un único núcleo que se hizo pasar por núcleos múltiples, las CPU Intel modernas ahora tienen múltiples núcleos y tecnología de hiper-enhebrado. Su CPU de doble núcleo con hiper-threading aparece como cuatro núcleos para su sistema operativo, mientras que su CPU de cuatro núcleos con hiper-threading aparece como ocho núcleos. Hyper-Threading no es un sustituto de los núcleos adicionales, pero una CPU de doble núcleo con hiper-threading debería funcionar mejor que una CPU de doble núcleo sin hiper-threading.

Multiple Cores

Originalmente, las CPU tenían un solo núcleo. Eso significaba que la CPU física tenía una sola unidad de procesamiento central. Para aumentar el rendimiento, los fabricantes agregan "núcleos" adicionales o unidades centrales de procesamiento. Una CPU de doble núcleo tiene dos unidades centrales de procesamiento, por lo que el sistema operativo le parece dos CPU. Una CPU con dos núcleos, por ejemplo, podría ejecutar dos procesos diferentes al mismo tiempo. Esto acelera su sistema, porque su computadora puede hacer varias cosas a la vez.

A diferencia del hyper-threading, aquí no hay trucos: una CPU de doble núcleo tiene literalmente dos unidades de procesamiento central en el chip de la CPU. Una CPU de cuatro núcleos tiene cuatro unidades centrales de procesamiento, una CPU octa-core tiene ocho unidades centrales de procesamiento, y así sucesivamente.

Esto ayuda a mejorar dramáticamente el rendimiento mientras mantiene pequeña la unidad física de la CPU para que encaje en un solo socket. Solo necesita un único socket de CPU con una única unidad de CPU insertada en él, no cuatro sockets de CPU diferentes con cuatro CPU diferentes, cada una necesita su propia energía, refrigeración y otro hardware. Hay menos latencia porque los núcleos se pueden comunicar más rápido, ya que todos están en el mismo chip.

El Administrador de tareas de Windows lo muestra bastante bien. Aquí, por ejemplo, puede ver que este sistema tiene una CPU (socket) real y cuatro núcleos. Hyperthreading hace que cada núcleo parezca dos CPU al sistema operativo, por lo que muestra 8 procesadores lógicos.

CPUs múltiples

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las computadoras solo tienen una sola CPU. Esa única CPU puede tener múltiples núcleos o tecnología de subprocesamiento múltiple, pero sigue siendo solo una unidad de CPU física insertada en un socket de CPU único en la placa base.

Antes de que las CPU de múltiples hilos y hiper-threading aparecieran, la gente intentaba agregar potencia de procesamiento adicional para las computadoras mediante la adición de CPU adicionales. Esto requiere una placa base con múltiples sockets de CPU. La placa base también necesita hardware adicional para conectar los zócalos de la CPU a la RAM y a otros recursos. Hay una gran cantidad de gastos generales en este tipo de configuración. Hay latencia adicional si las CPU necesitan comunicarse entre sí, los sistemas con varias CPU consumen más energía y la placa base necesita más sockets y hardware.

Los sistemas con varias CPU no son muy comunes entre las PC de los hogares hoy en día. Incluso un escritorio de juego de alta potencia con múltiples tarjetas gráficas generalmente solo tendrá una sola CPU. Encontrarás múltiples sistemas de CPU entre supercomputadores, servidores y sistemas de gama alta similares que necesitan tanta potencia de procesamiento de números como puedan obtener.


Cuantas más CPU o núcleos tenga una computadora, más cosas podrá hacer en una vez, lo que ayuda a mejorar el rendimiento en la mayoría de las tareas. La mayoría de las computadoras ahora tienen CPU con múltiples núcleos, la opción más eficiente que hemos discutido. Incluso encontrará CPU con múltiples núcleos en teléfonos inteligentes y tabletas modernos. Las CPU de Intel también cuentan con hyper-threading, que es una especie de bonificación. Algunas computadoras que necesitan una gran cantidad de CPU pueden tener varias CPU, pero es mucho menos eficiente de lo que parece.

Crédito de imagen: lungstruck en Flickr, Mike Babcock en Flickr, DeclanTM en Flickr


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