Разница между ядром и процессором

Core vs Processor
 

Разница между процессором и ядром может стать загадкой, если вы не разбираетесь в компьютерах. Процессор или процессор - это мозг компьютерной системы. Он отвечает за все основные функции, такие как арифметические, логические и контрольные операции. Традиционный процессор, такой как процессор Pentium, имеет только одно ядро ​​внутри процессора, но современные процессоры являются многоядерными процессорами. Многоядерный процессор имеет несколько ядер внутри процессорного пакета, где ядро ​​является основной вычислительной единицей процессора. Ядро может выполнять только одну программную инструкцию за раз (может выполнять несколько, если доступна возможность гиперпоточности), но процессор, состоящий из нескольких ядер, может выполнять несколько команд одновременно в зависимости от количества ядер..

Что такое процессор?

Процессор, также известный как центральный процессор (ЦП), является наиболее важной частью компьютерной системы, которая отвечает за выполнение программных инструкций. Эти инструкции включают в себя арифметические, логические операции, операции управления и ввода-вывода. Традиционно процессор состоит из компонента под названием Арифметико-логический блок (АЛУ), который отвечает за все арифметические и логические операции, и другого компонента, называемого Блок управления (CU), который отвечает за все операции управления. Кроме того, он имеет набор регистров для хранения значений. Традиционно процессор может выполнять только одну инструкцию за раз. Процессоры с одним ядром называются одноядерными процессорами. Серия Pentium - пример одноядерных процессоров.

Затем были представлены многоядерные процессоры, в которых один процессор имел несколько процессоров, известных как ядра. Таким образом, двухъядерный процессор имеет два ядра внутри процессора, а четырехъядерный процессор имеет четыре ядра внутри. Таким образом, многоядерный процессор похож на пакет, в котором есть несколько процессоров, называемых ядрами. Эти многоядерные процессоры могут выполнять несколько инструкций одновременно в зависимости от количества ядер.
Процессор, кроме ядер, также имеет интерфейс, который соединяет устройство с внешним миром. Многоядерный процессор также имеет интерфейс, который соединяет все ядра с внешним миром. Кроме того, он имеет кэш последнего уровня, который известен как кэш L3, который является общим для всех ядер. Кроме того, процессор может содержать контроллер памяти и контроллер ввода-вывода, но в зависимости от архитектуры иногда они могут быть расположены в чипсете, который находится за пределами процессора. Кроме того, некоторые процессоры имеют внутри себя графические процессоры (GPU), где GPU также состоит из небольших и менее мощных ядер..

Что такое ядро?

Ядро является основным вычислительным компонентом процессора. Несколько ядер вместе составляют процессор. Ядро состоит из нескольких основных частей. Арифметико-логическое подразделение отвечает за выполнение всех арифметических и логических операций. Блок управления отвечает за все операции контроля. Набор регистров временно сохраняет значения. Если ядро ​​не имеет средства, называемого гиперпоточностью, оно может одновременно выполнять только одну программную инструкцию. Однако современные ядра имеют технологию, называемую гиперпоточностью, где ядро ​​имеет избыточные функциональные блоки, которые позволяют им выполнять несколько команд параллельно. Внутри ядра есть два уровня кэшей, которые называются кэш-память L1 и кэш-память L2. L1 - самый близкий, самый быстрый, но самый маленький. Кэш L2 находится после кэша L1, где он немного больше, но медленнее, чем L1. Эти кэши - это более быстрые запоминающие устройства, которые хранят данные в оперативной памяти компьютера (RAM) и из нее для обеспечения более быстрого и эффективного доступа..

В чем разница между процессором и ядром?

• Ядро - это самая базовая вычислительная единица процессора. Процессор состоит из одного или нескольких ядер. У традиционных процессоров было только одно ядро, в то время как у современных процессоров многоядерные.

• Ядро состоит из ALU, CU и набора регистров..

• Ядро состоит из двух уровней кэшей, называемых L1 и L2, которые есть в каждом ядре..

• Процессор состоит из кэша, который совместно используется ядрами вызова, называемыми кэшем L3. Это общее для всех ядер.

• Процессор в зависимости от архитектуры может состоять из контроллера памяти и контроллера ввода / вывода.

• Некоторые пакеты процессоров также состоят из графических процессоров (GPU).

• Ядро, которое не имеет гиперпоточности, может одновременно выполнять только одну инструкцию, в то время как многоядерный процессор, состоящий из нескольких ядер, может выполнять несколько команд параллельно. Если процессор состоит из 4 ядер, которые не поддерживают гиперпоточность, то этот процессор может выполнять 4 инструкции одновременно.

• Ядро с технологией Hyper-Threading имеет избыточные функциональные блоки, чтобы они могли выполнять несколько инструкций одновременно. Например, ядро ​​с 2 потоками может выполнять 2 инструкции одновременно, следовательно, процессор с 4 такими ядрами может выполнять 2 × 4 инструкции параллельно. Эти потоки обычно называют логическими ядрами, и диспетчер задач Windows обычно показывает количество логических ядер, но не физических ядер..

Резюме:

Процессор против Core

Ядро - это самая основная вычислительная единица процессора. Современный многоядерный процессор состоит из нескольких ядер, но у ранних процессоров было только одно ядро. Ядро состоит из собственного ALU, CU и набора регистров. Процессор состоит из одного или нескольких таких ядер. Процессорный пакет также содержит соединения, которые соединяют ядра с внешней стороной. В зависимости от архитектуры процессор также может содержать встроенный графический процессор, контроллер ввода-вывода и контроллер памяти. Двухъядерный процессор имеет 2 ядра, а четырехъядерный процессор имеет 4 ядра, как следует из названия. Ядро может выполнять только одну инструкцию за раз (несколько, если доступна гиперпоточность), но многоядерный процессор может выполнять инструкции параллельно, поскольку каждое ядро ​​действует как независимый процессор.

Изображения предоставлены:

1. Блок-схема полного модуля Bulldozer, показывающая 2 целочисленных кластера по Shigeru23 (CC BY 3.0)