تبلیغات پیامکی

پردازنده های چندهسته ای از چندین سال پیش در انواع کامپیوترهای شخصی دیده می شوند و نصیب برداری از آن ها، علت افزایش سرعت و کارایی سیستم ها شده است. به نشانی کاربر دنیای فناوری شاید این سؤال ها برایتان مطرح شده باشد: ویندوز خواه دیگر جهیز عامل ها چگونه از توان پردازنده های چندهسته ای استعمال می کنند؟ وقتی کاربرد چند هسته جزو خصوصیات ابکی افزاری محسوب می شود، هسته های چگونه اجرای اپلیکیشن ها را اولویت دهی و بین خویشتن تقسیم می کنند؟ می قابلیت اپلیکیشن ها و سیستم عامل را به گونه ای پیکربندی کرد که مصرف ی بهتر و بیشتری از هسته های بیشتر داشته باشند؟ درادامه ی این مطلب زومیت، تا حدودی بوسیله این پرسش ها پاسخ می دهیم.

زمانی که کامپیوتر خود را روشن می کنید و پیش از اجرای سیستم عامل، پردازنده ی اصلی و مادربرد باهم وابستگی درست می کنند (تعبیر Handshake). پردازنده ی مرکزی اطلاعات مشخصی درباره ی خصوصیات عملیاتی خود به مادربرد و بخش UEFI می فرستد. بخش سابق الذکر از اطلاعات دریافت شده بخاطر راه اندازی اولیه ی مادربرد و بوت کردن سیستم استفاده می نرم.پیش از اجرای جهیز عامل، پردازنده و مادربرد اطلاعاتی را برای تنظیمات ابتدایی ردوبدل می کنند

در علوم کامپیوتر، رشته (Thread) به کوچک ترین واحد اجرایی می گوییند که جهیز برنامه ریز سیستم عامل اجرا می درنگ. برای درک بهتر، رشته را می قابلیت با وهله ای در خط مونتاژ مثل دانست. یک سطح اعلی از رشته، فرایند (Process) قرار دارد. فرایندها پروگرام های کامپیوتری هستند که در یک یا چند رشته اجرا می شوند. در شهید خط تولید، فرایند را می قابلیت کل مراحل تولید هر محصول دانست که رشته هریک از وظایف در آن مراحل تولیدی است.

تا اینجا می دانیم پردازنده ها تنها می توانند داخل هر لحظه، یک رشته را اجرا کنند. هر فرایند همچنین حداقل به یک لفافه نیاز دارد. حالا این سؤال ایجاد می شود: چگونه کارایی و قدرت کامپیوتر را افزودن دهیم؟ پاسخ داخل افزایش سرعت کلاک پردانده نهانی است. ضابطه مقیاس دهی دنارد از دهه ها پیش به نشانی راهکار عملی افزودن سرعت و کارایی در پردازنده ها شناخته می شد. اگرچه عادت مور مشهود کرد می توان ترانزیستورهای بیشتری با اغماض زمان در فضاهای کوچک تر جانمایی کرد، قانون دنارد وجود که باعث دستیابی به سرعت کلاک بیشتر در ولتاژ مصرفی ناچیز شد.



اگر کامپیوتری بتواند با سرعت مناسبی وظایف خویشتن را ایفا دهد، شکست احتمالی آن در مدیریت متجاوز از یک رشته، آن چنان مشکل زا نخواهد حیات. البته همه می دانیم وظایف پردازشی در جهان وجود دارند که محلول کردن آن ها تو کامپیوتر کلاسیک بوسیله زمانی حتی زیاد از زمان وجود دنیا هستی نیاز دارد. بوسیله جز آن موارد خاص، کامپیوترهای کندرو در محلول کردن سایر وظایف شاق خاصی ندارند؛ وظایفی که کم هم نیستند.

با سریع ترشدن کامپیوترها، توسعه دهنده ها به مرور نرم افزارهای پیچیده تازگی تولید کردند. همین روند نیاز به پردازش تو چند رشته را افزودن انصاف. در ساده ترین شیوه ی پردازش چندرشته ای (موسوم به Coarse-Grained)، سیستم عامل به جای منتظرماندن برای حاصل ی یک حساب در یک رشته، از لفافه ای دیگر بخاطر انجام مواجب استفاده می کند. چنین روندی تو دهه ی ۱۹۸۰ مد شد که کلاک CPU و RAM درون حال جداسازی از یکدیگر بود. در آن دوران، سرعت حافظه و پهنای باند آن، هر دو با سرعتی بیش آهسته تر از سرعت کلاک پردازنده رشد می کردند. متولد حافظه ی کش بوسیله این معنا بود که پردازنده ها می تونند مجموعه های کوچک دستورالعمل را برای ادا حساب سریع و کوتاه، نزد خود نگه دارند. همچنین، پردازش چندرشته ای تامین می شد پردازنده ها همیشه مواجب ای برای انجام دادن داشته باشند.توسعه و انتشار نرم افزارهای مرموز تر، نیاز بوسیله پردازنده های چندهسته ای را بوسیله بود آورد

فراموش نکنید توضیحات مذکور همگی پردازش در پردازنده ی تک هسته ای را شرح می دهند. امروزه، اصطلاح های چندرشته ای و چندپردازشی اغلب با معنای مشترکی بوسیله کار می سیلان. البته این طور معنای مشترکی همیشه کاربرد نمی شود و دو مفهوم استثنا به نام های Symmetric Multiprocessing و Symmetric Multithreading داشتیم که درادامه هرکدام را شرح می دهیم.

SMT: پردازنده می تواند هم زمان بسیار از یک رشته را ارتکاب کند. این فرایند با برنامه ریزی لفافه ی دوم به صورتی ارتکاب می شود که رشته ی مذکور بتواند از واحدهای اجرایی خالی استفاده کند که رشته ی نخست اشغال نکرده است. اینتل فناوری سابق الذکر را به شهرت Hyper-Threading می شناسد و AMD همان نام SMT را کاربرد می یواش. درحال حاضر، هر دو تیم آبی و قرمز از SMT برای اضافه کارایی پردازنده کاربرد می کنند و روند استراتژیک اختصاص خود را برای پیاده سازی فناوری داشتند و آن را در محصولات خاصی ارائه می کردند. امروزه، اکثر محصولات از اینتل و AMD به استعداد SMT مجهز هستند. پیاده سازی SMT در محصولات کاربرد کننده، یعنی پردازنده های با تعداد دوبرابر رشته نسبت به هسته ها داریم (مثلا پردازنده ای با هشت هسته و شانزده رشته ی پردازشی).



SMP: پردازنده بیش از یک هسته ی پردازشی دارد یا از مادربردی چندسوکتی استعمال می کند. هر هسته ی پردازشی، عزب یک رشته را ارتکاب می کند؛ درنتیجه تعداد رشته هایی که در هر چرخه ی کلاک عمل می شوند، بوسیله تعداد هسته های شما محدود خواهد بود؛ مثلا پردازنده های هشت هسته ای با هشت رشته ی پردازشی.

فرایندهای چندرشته ای در مفاهیم تک هسته ای بوسیله این معنا وجود که پردازنده ی شما با چه سرعتی می تواند بین رشته ها جابه مکان شود نه اینکه پردازنده ی شما می تواند بیش از یک رشته را در آن واحد اجرا درنگ یا خیر.بهترین سازی جریان کاری و نقش جهیز عامل

پردازنده های مدرن حتی آن هایی که بیست سال پیش با معماری x86 مصنوع شدند، مفهومی به اشتهار Out of Order Execution یا OoOE را به فرمان می گیرند. تمامی هسته های پردازنده ی مدرن و قدرتمند، همچون هسته های big تو معماری big.LITTLE پردازنده های گوشی هوشمند، نقشه کشی OoOE دارند. این پردازنده ها دستور العمل های دریافتی را به عارض آنی داخل ساختار جدید نیکو می کنند تا اجرای آن ها بهترین سازی شود.

پردازنده ی مرکزی کدی را ادا می کند که از سمت جهیز عامل ارسال شده است؛ اما جهیز عامل نقشی تو اجرای دستورالعمل ها ندارد. مواجب ی مذکور به صورت داخلی در پردازنده مدیریت می شود. پردازنده های مدرن x86 هر دو از بازتنظیم ترتیب دستورالعمل های دریافتی استعمال و دستورالعمل های x86 را به فعالیت های کوچک تر استیل RISC تغییر می کنند. ابتکار OoOE باعث شد مهندسان بتوانند بدون تماس به ترقی دهندگان بخاطر نگاشتن کد ممتاز و بهینه، بهره وری مناسب و مشخصی در پردازنده ها تضمین کنند. اجازه دادن به پردازنده ی مرکزی بخاطر با قاعده کردن مجدد دستورالعمل ها، تا اینکه در مفهوم تک هسته ای تیمار به افزایش نصیب وری سیستم چندرشته ای غم می انجامد. فراموش نکنید پردازنده ی مرکزی قدیم درحال جابه جاشدن بین وظایف است؛ حتی چنانچه شما بااطلاع آن نشوید.



پردازنده ی مرکزی با حیات تمام توان هایی که درون سطح مهندسی دریافت می کند، نقشی در برنامه ریزی خودش انجام نمی نرم و جهیز عامل این وظیفه را برعهده دارد. ظهور پردازنده های چندرشته ای نیز این مفهوم و ترتیب را تغییر نداد. وقتی اولین برد دوپردازنده ای مخصوص کاربرد کننده (ABIT BP6) شناساندن شد، علاقه مندان به پردازش های چندرشته ای مجبور شدند از ویندوز NT یا ویندوز ۲۰۰۰ استفاده کنند. خانواده ی Win9X از پردازش چندهسته ای پشتیبانی نمی کرد.

پشتیبانی از اجرای فرایندها درون چند هسته ی پردازنده به توان هایی بنیانی در سیستم عامل نیاز دارد. سیستم عامل باید بتواند تمامی وظایف قبلی شامل مدیریت حافظه و تخصیص منابع را عمل دهد که از اختلال داخل سیستم عامل به دست اپلیکیشن ها جلوگیری می کرد. دراین میان، مستمری ای متاخر هم به آن اضافه می شود تا هسته های پردازنده را از ساختن اختلال تو فرایندهای یکدیگر منع نرم.

پردازنده های چندهسته ای مدرن لزوما به «واحد دستور کار ریز مرجع» مجهز نیستند؛ واحدی که بتواند وظیفه ها را بین هسته ها انشعاب یا به نوعی روند کاری توزیع نرم. درنتیجه چنین وظیفه ای را سیستم عامل برعهده دارد.می توان ویندوز را با هدف یکروز برداری بهتر از هسته ها پیکربندی کرد؟

بوسیله طور کلی، پاسخ به این پرسش منفی است. البته فدایی اوقات برای نصیب برداری از قابلیت های جدید پردازنده ای چندهسته ای، به به روزرسانی ویندوز حاجت است؛ اما چنین پیکربندی هایی داخل داخل مایکروسافت ایفا می شود و کاربر بازپسین نقشی در بهینه سازی ها ارتکاب نمی کند. درنهایت، استثنا های بسیار محدودی حیات دارد که تجسس آن ها تهی از لطف نیست.مقاله های مرتبط:چه تفاوتی بین Core i3 با Core i5 و Core i7 اینتل وجود دارد؟پردازنده ها چگونه طراحی و مخلوق می شوند؟

پردازنده AMD 2990WX به نوعی استثنایی برای قاعده سابق الذکر محسوب می شود. این پردازنده عملکردی تقریبا خسته درون ویندوز دارد؛ در مدت مایکروسافت حیات بیش از یک نود NUMA را در پردازنده تفسیر نمی کند و درنتیجه، از تمامی منابع 2990WXاستفاده نمی شود. در برخی موارد، راهکارهایی برای بهبود کارایی این پردازنده داخل ویندوز وجود دارد که به پیکربندی های دستی نیاز دارد. البته همگی ی کارشناسان این تغییرات دستی در رشته های پردازشی را تأیید نمی کنند و آن ها استفاده از لینوکس را برای پردازنده ی مذکور پیشنهاد می دهند.

پردازنده ی 3990X استثنای بزرگ تری در قاعده دگرگونی پیکربندی برای بهره وری بیشتر است. ویندوز ۱۰ دسته های پردازنده را به ۶۴ رشته محدود می کند؛ درنتیجه، نمی توانید بیش از ۵۰ درصد از منابع اجرایی 3990X را به قضیه کاری واحد اختصاص دهید؛ سوا اینکه اپلیکیشن مدنظر از پروگرام ریز اختصاصی استفاده کند. به برهان همین محدودیت ها، 3990X بخاطر اکثر اپلیکیشن ها پیشنهاد نمی شود و تنها در ابزارهای رندر و دیگر اپلیکیشن های حرفه ای مصرف دارد که از دستور کار ریز اختصاصی بهره می سرما.

مثال های یادشده نشان رحم تغییر دستی پیکربندی برای افزودن کارایی جهیز عامل در پردازنده های چندهسته ای، به پردازنده هایی محدود می شود که از بیشترین تعداد هسته برخوردار است. در حالت دیگر، کاربر امکان تبدیل و بهینه سازی چندان زیادی نخواهد داشت؛ البته این طور محدودیتی بوسیله نفع خود کاربر هم طولانی می شود. کاربر نهایی نباید نگران خاص دادن رشته های پردازشی با هدف به حداکثر رساندن کارایی در پردازنده باشد؛ در مقابل پیکربندی بهینه براساس وظایفی که پردازنده درون لحظه انجام می دهد، به رخ خودکار پیاده سازی می شود. درنهایت، پیشرفت های آتی در دنیای کامپیوتر همگی به این سمت پیش می روند که هماهنگی پردازنده و جهیز عامل بوسیله حداکثر برسد و اولویت دهی به وظایف سریع تر ادا شود.بیشتر بخوانید:ویروس کرونا جدید ویندوز را برای همیشه تغییر خواهد دادواتساپ وب و واتساپ دسکتاپ؛ مقایسه امکانات، مراحل راه اندازی و دانلودچطور یک فولدر را در ویندوز قفل یا رمزگذاری کنیمهر آنچه باید درباره حالت خواب، رویا زمستانی و خاموش کردن کامپیوتر بدانیدکنترل پنل ویندوز 10 به روزهای آخر نزدیک می شود؟
  • ۹۹/۰۲/۲۲

نظرات (۰)

هیچ نظری هنوز ثبت نشده است

ارسال نظر

ارسال نظر آزاد است، اما اگر قبلا در بیان ثبت نام کرده اید می توانید ابتدا وارد شوید.
شما میتوانید از این تگهای html استفاده کنید:
<b> یا <strong>، <em> یا <i>، <u>، <strike> یا <s>، <sup>، <sub>، <blockquote>، <code>، <pre>، <hr>، <br>، <p>، <a href="" title="">، <span style="">، <div align="">
تجدید کد امنیتی