Was bedeutet Prozessoranzahl?

Prozessoranzahl bezieht sich auf die Anzahl der Kerne einer CPU. Ein Kern ist im Wesentlichen ein kleiner Prozessor, der in einen größeren Chipsatz eingebaut ist und unabhängige Berechnungen durchführen kann. Die Anzahl der Kerne variiert stark, wobei einige CPUs mit zwei Kernen und aufgepeppten CPUs mit bis zu 64 Kernen oder mehr ausgestattet sind.

Früher, als die Dinge einfacher waren, hatten CPUs nur einen Kern. Das heißt, es gab einen einzigen Satz von ALU, Registern, Cache-Speicher usw. Im Laufe der Zeit änderten sich jedoch die Dinge und die CPU begann mit mehreren physischen Entitäten, die als Kerne bezeichnet wurden, unter einem einzigen Chipsatz. Wenn wir darüber sprechen, was Prozessoranzahl bedeutet, beziehen wir uns im Allgemeinen auf diese Kerne.

Jeder Kern, der eine Aufgabe bearbeitet, ist unabhängig von einem anderen Kern, der an einer anderen Aufgabe arbeitet. Mehr Kerne lassen die CPU nahtlos an mehreren Aufgaben arbeiten.

In diesem Artikel untersuchen wir weiter, was Prozessoranzahl bedeutet und was ein Kern tatsächlich bedeutet.

Was bedeutet Prozessoranzahl?

Wie bereits erwähnt, ist die Prozessoranzahl im Grunde die Anzahl der Kerne auf einem Prozessor.

Darüber hinaus kann ein einzelner CPU-Kern in virtuelle Verarbeitungseinheiten unterteilt werden, die als Threads oder logische Prozessoren bezeichnet werden. Mehr dazu weiter unten.

EINE EINSCHRÄNKUNG – SERVER-COMPUTER!

In der Serverkategorie verfügen einige Motherboards über mehrere CPU-Sockel, die zwei oder mehr separate CPUs für eine anspruchsvollere Verarbeitung benötigen können.

Wie die Prozessoranzahl die CPU-Leistung beeinflusst

Es ist Zeit zu sehen, was die Prozessoranzahl für die Gesamtleistung des Computers bedeutet.

Multitasking ist ein Grundnahrungsmittel moderner Computer. Damit können Sie arbeiten, mehrere Browser-Tabs öffnen, ein Video ansehen und mehrere andere Dinge gleichzeitig nahtlos auf Ihrem Computer ausführen.

Mit höheren Kernzahlen können Sie mehrere Anwendungen gleichzeitig ausführen, da jeder Kern einen anderen Datenstrom in seinen Threads verarbeitet. In einer solchen Situation, in der mehrere Apps und Dienste ausgeführt werden, ist die Leistung umso besser, je mehr Threads unterschiedliche Aufgaben ausführen.

Auf modernen Computern werden viele Hintergrunddienste und Apps ausgeführt, ohne dass Sie davon wissen. Selbst wenn Ihr PC ideal ist, werden im Hintergrund betriebssystembezogene Dienste ausgeführt, die alle die CPU-Ressourcen nutzen.

Wenn Sie viele Kerne haben, haben Sie mehr Worker, um die Berechnung durchzuführen.

Darüber hinaus erfordern einige professionelle Prozesse wie Codierung, Rendering, maschinelles Lernen oder solche, die auf massiven Rechenmengen beruhen, dass Sie viele verschiedene Worker (Kerne) haben, die kleine Datenblöcke gleichzeitig verarbeiten.

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Herausfinden, wie viele Kerne Sie haben

Sie können die Anzahl der Kerne in Ihrem Prozessor mit zwei Methoden ermitteln:

1. Durch Hersteller Specsheet Online

Sie müssen wissen, die CPU machen und modell zu suchen es bis auf Google für seine specsheet.

Bild: Unter den CPU-Spezifikationen finden Sie die Anzahl der Kerne eines Prozessors im Spechsheet des Herstellers. Quelle: Intel

2. Über den Task-Manager

Eine andere einfache Methode besteht darin, den Task-Manager zu öffnen (STRG + ALT + ENTF), zum Abschnitt „Leistung“ zu wechseln, dann den Abschnitt „CPU“ zu drücken und nach der Kernanzahl zu suchen.

In der folgenden Abbildung sehen Sie, dass der Intel Core i7-7700HQ über 4 Kerne verfügt.

Sie werden auch ein anderes Feld namens Logische Prozessoren (in diesem Fall 8) bemerken, das sich jedoch nicht auf die tatsächlichen Kerne Ihrer CPU bezieht. Stattdessen bezieht es sich auf die Anzahl der Threads, die Sie haben. Lesen Sie hier mehr über Logical Processor:

• Wie überprüfe ich, wie viele CPU-Threads ich habe?

Wie viele Prozessoranzahl benötigen Sie?

Die Anzahl der Kerne, die Sie benötigen, hängt von Ihren Anforderungen ab.

Für Grundlegende Computing 2-4 Kerne

Die meisten grundlegende CPUs verfügbar im moment für laptop und desktop sind die Intel Celeron CPUs. Diese haben 2 Kerne.

Die nächste Stufe der CPUs in der Budgetkategorie sind die AMD Athlon- und die Intel Pentium-Serie. Diese können bis zu 4 Kerne aufweisen.

Ich empfehle generell nicht, sich für Dual Core Intel Celeron CPUs zu entscheiden, da sie selbst in den einfachsten Arbeitsumgebungen Einschränkungen aufweisen können.

Für grundlegende Berechnungen empfehle ich 4 Kerne.

Mainstream Computing

Wenn Sie ein Gamer oder ein Gelegenheits-Editor und Designer sind, werden 4-6 Kerne empfohlen. Sie suchen hier nach Intel Core i3 / Core i5- und AMD Ryzen 3 / Ryzen 5-CPUs.

Hohe Leistung

Diese werden häufig von professionellen Spielern und Profis verwendet, die eine leichte Workstation benötigen. Hier erwarten Sie CPUs mit 8 Kernen wie AMD Ryzen 7 oder die Intel Core i7 Prozessoren

Workstation Grade CPUs

Hier ist der Himmel die Grenze. Workstation grade CPUs können funktion bis zu 64 kerne.

Wir haben die Grundlagen bis hier behandelt, und jetzt sollten Sie eine gute Vorstellung davon haben, was Prozessoranzahl bedeutet. Um jedoch zu erfahren, was Prozessoranzahl bedeutet, was Kerne bedeuten, was Single-Core- und Multi-Core-Leistung bedeutet, empfehlen wir Ihnen, den Rest des Artikels zu lesen.

Was Sie über Kerne wissen müssen

Kerne auf einem Prozessor sind für sich genommen einzelne Verarbeitungseinheiten. Dies bedeutet, dass sie über tatsächliche Funktionen zur unabhängigen Datenverarbeitung verfügen. Betrachten Sie sie als einen kleineren Prozessor innerhalb des Hauptprozessors.

Sie teilen sich einige Ressourcen wie Level 3 Cache, Speichercontroller und die Systemschnittstelle, die mit anderen Geräten verbunden sind, jedoch sind die ALU, die Steuereinheit und der Level 1 und 2 Cache intern in jeden Kern eingebaut, soweit die aktuelle Architektur steht.

Um den Bedarf an Kernen zu verstehen und wie sich mehr Kerne auf die Leistung auswirken, beginnen wir mit dem Verständnis, was Single-Core-Prozessoren sind / waren.

Single-Core-Prozessoren

In den frühen Tagen des Rechnens hatten Prozessoren nur einen Kern. Dies war dafür verantwortlich, das Gehirn des Prozessors zu sein.

Einige der wichtigen Untereinheiten der CPU sind wie folgt (Sie müssen diese für den Zweck dieses Artikels NICHT kennen)

• Arithmetische Logikeinheit: Wo die logischen und arithmetischen Operationen stattfinden. Wenn CPU das Gehirn eines Computers ist. ALU ist das Gehirn einer CPU.
• Gleitkommaeinheit: Eine unterstützende Einheit für ALU zur Durchführung von Berechnungen mit komplexen Dezimalzahlen.
• Register: Temporärer Speicher zum Ausführen von Operationen. Auch bekannt als Status-Flags.
• Steuereinheit: Zur Befehlsausführung. Arbeitet als Orchestrator.
• Cache: Sehr schneller Speicher zum Abrufen von Daten und Anweisungen.

Alle diese Untereinheiten innerhalb eines einzelnen Kerns sind die Schlüsselbestandteile des Fetch-Decode-Execute-Zyklus.

Da eine Single-Core-CPU nur einen einzigen Satz der Untereinheiten hat, kann sie jeweils nur einen einzigen Fetch-Decode-Execute-Zyklus ausführen.

Die verwendeten Planungsalgorithmen ließen den Eindruck entstehen, dass der Computer Multitasking betrieben hat, aber im eigentlichen Sinne handhabte der Kern nur verschiedene Prozesse und wechselte zwischen ihnen unmerklich schnell!

Einschränkungen von Single Core und Einführung von Multicore-Prozessoren

Da der Markt immer schnellere Leistung von CPUs verlangte. Anfangs bestand die Antwort darin, die Taktrate der Single-Core-CPU zu erhöhen.

Daher verbesserte sich beispielsweise die Single-Core-Taktrate eines 1999 veröffentlichten Pentium III drastisch gegenüber der Single-Core-Taktrate des 1997 veröffentlichten Pentium II.

Dies führte zu zwei Problemen:

• Heat
• Context Switch Overhead

Mit zunehmender Taktfrequenz stieg auch die Wärmeerzeugung. Kühlbedarf und der Stromverbrauch war einfach nicht machbar genug.

Das andere Problem war der belauschte Kontextwechsel. Ein Kontextwechsel-Overhead ist im Grunde eine Verzögerung, die auftritt, wenn eine CPU von einer Aufgabe zur anderen wechseln muss. Wenn Sie also von einem Word-Dokument zu einem Excel-Blatt wechseln, würde die CPU eine Verzögerung erfahren.

Wenn Sie nun zwei Kerne hätten, könnten Sie das Word-Dokument auf einen Kern und das Excel-Blatt auf den anderen laden, wodurch der Kontextwechselaufwand entfällt.

Daher war ein Single-Core-Prozessor in Bezug auf die Multitasking-Effizienz einfach nicht groß genug.

Als die Aussichten auf Multitasking und parallele Verarbeitung an Dynamik gewannen und der Markt eine bessere Leistung forderte, erwiesen sich mehrere Kerne als die Antwort.

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MultiCores vs Multi-CPU-Ansatz

Frühe Versuche, mehr Verarbeitungseinheiten in einem Computer zu haben, ließen Ingenieure Motherboards neu gestalten, damit sie mehrere CPU-Sockel aufnehmen konnten. Mehr CPUs bedeuteten von Natur aus eine höhere Betriebseffizienz von Computern.

Dies hatte jedoch Probleme, zuerst waren es die erhöhten Hardwareanforderungen. Jede zusätzliche CPU benötigte Kühlung, Motherboards benötigten neue Spuren, um alle Sockel mit verschiedenen E / A-Geräten und Controllern zu verbinden.

Ironischerweise waren die Builds nicht so effizient wie zuvor gedacht, da Latenzprobleme auftraten. Mit der Miniaturisierung wurde es jedoch möglich, mehrere Prozessoren auf einem einzigen Siliziumchip unterzubringen, was zu Multicore-Prozessoren führte.

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Was ist ein Multi-Core-Prozessor?

EINE multicore prozessoren ist im grunde eine CPU, dass hat mehrere unabhängige kleinere prozessoren innen. Dies wird auch als Prozessoranzahl bezeichnet.

Jeder Kern hat seine eigene ALU. FPU, Register, Cache usw. Es gibt nur wenige Komponenten, die sowohl von Kernen als auch vom L3-Cache-Speicher gemeinsam genutzt werden, jedoch arbeitet jeder Kern größtenteils als unabhängige CPU.

Der unmittelbare Vorteil besteht darin, dass die Multitasking-Leistung eines PCS drastisch verbessert wird.

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Single Core vs. Multicore-Leistung

Während mehrere Kerne oder Prozessoranzahl die Leistung einer CPU drastisch verbessern können, ist die Single-Core-Leistung immer noch ein kritischer Teil ihrer Leistungsfähigkeit.

Single-Core-Leistung

Wie der Name schon sagt, bezieht sich die Single-Core-Leistung darauf, wie gut ein einzelner Kern funktioniert.

Dies ist eine wichtige Maßnahme, da es viele Anwendungen und Aufgaben gibt, die einen einzelnen Kern stark nutzen und mit mehreren Kernen nicht gut skalieren können.

Zum Beispiel sind viele Spiele und Aufgaben in professioneller Software wie das Entwerfen in AutoCAD stark von einer Single-Core-Leistung gegenüber der Multi-Core-Leistung einer CPU abhängig.

Dies ist keine seltene, sondern eine sehr häufige Beobachtung. Wenn Sie sich also die Benchmark-Ergebnisse für eine CPU aus einer Testsuite wie Cinebench ansehen, werden Sie feststellen, dass in der Regel sowohl die Single- als auch die Multi-Core-Leistung separat behandelt werden.

Die CPU-Frequenz ist die am häufigsten verwendete Messung der Single-Core-Leistung eines Computers. Es wird in Gigahertz (GHz) gemessen und höhere Werte bedeuten höhere Zyklen, die als schnellerer Chip interpretiert werden können.

In Wirklichkeit hängt die individuelle Leistung von CPU-Kernen von unzähligen Faktoren ab und nicht nur von der Taktrate, wie dem Design des Kerns, der verwendeten Architektur, der Transistorgröße, dem Cache-Speicher usw.

Die meisten Single-Core-CPUs neigen auch dazu, höhere Taktraten zu nutzen, um die Leistung bei Bedarf zu steigern. Der Ryzen 5 5600X zum Beispiel hat eine Grundfrequenz von 3,7 GHz. Ein einzelner Kern kann auf 4,6 GHz ansteigen, während alle sechs Kerne zusammen maximal 4,2 GHz erreichen.

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Multi-Core-Leistung

Multi-Core-Leistung ist, wie der Name schon sagt, das Maß dafür, wie gut die mehreren Kerne zusammenarbeiten.

Mehrere Kerne sind fast zu einer Notwendigkeit geworden, da ein typischer Rechenaufwand selbst für eine durchschnittliche Person so komplex geworden ist.

Schließlich können auf einem typischen PC so viele Hintergrundanwendungen gleichzeitig ausgeführt werden. All diese Hintergrundoperationen würden vorzugsweise einen eigenen Kern erfordern, um reibungslos zu laufen.

Selbst wenn Ihr Spiel oder Ihre Software höchstens einen einzigen Kern verwendet, profitiert die Gesamtleistung des PCS von einer höheren Anzahl von Kernen.

Where Multicore Performance Matters

Wenn Sie mehrere Vorgänge gleichzeitig ausführen müssen, profitieren Sie von einem Multicore-Prozessor. Mit mehreren Prozessoren an Bord kann ein Kern einen Befehl verarbeiten, während ein anderer auf Ressourcen wartet, und Sie erhalten dennoch gute Leistungsvorteile.

Arbeiten wie 3D-Modellierung und Rendering erfordern viel paralleles Rechnen. Dies gilt auch für Dinge wie Virtualisierung, Simulation sowie Videobearbeitung und -codierung.

Sie machen Multitasking nahtlos und bieten eine bessere Leistung. Spieler können auch die Vorteile genießen, da viele neuere Titel auf mehrere Kerne zugreifen können. Gleichzeitig schneiden viele Simulationsspiele, die schnelle und komplexe Berechnungen erfordern, auch auf Multicore-Prozessoren besser ab.

Diese sind jedoch wesentlich teurer. Sie sind auch schwieriger zu verwalten und Anwendungen für sie zu erstellen.

Neulinge werden jedoch oft von der Kernzahl der CPU mitgerissen, ohne zu erkennen, dass sie, wenn ihre Rechenanforderungen grundlegend sind, sowieso nie das volle Potenzial ihrer CPU ausschöpfen werden.

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Threads, Multithreading und logische Prozessoranzahl

Wie bereits erwähnt, sind Kerne einzelne CPUs, von denen jede ihren eigenen Befehlszyklus ausführen kann.

Multithreading (oder Hyperthreading für Intel-CPUs und Hypertransport für AMD) unterteilt den Kern in kleinere verarbeitungsfähige Untereinheiten, die als Threads bezeichnet werden.

Dadurch können einzelne Kerne im Wesentlichen zwei Aufgaben gleichzeitig ausführen.

Jeder Prozess, den Ihre CPU ausführt, wird einem Thread zugewiesen, und jeder Kern kann zwei Threads haben, wenn Multithreading aktiviert ist. Dies bedeutet, dass eine Vierkern-CPU mit aktiviertem Multithreading über acht Threads verfügt.

Ihr Computer kann die Threads auch als Prozessor lesen. Dies sind jedoch keine physischen Prozessoren, sondern logische Prozessoren.

Jeder Prozess, den Sie initialisieren, erstellt einen Thread und der Thread wird ausgeführt. Wenn mehrere Threads gleichzeitig verschiedene Prozesse ausführen, sieht es so aus, als würde die CPU Multitasking betreiben.

Im Gegensatz zu Kernen sind Threads keine physischen Segmente auf dem Prozessor. Sie sind vollständig logische Verarbeitungseinheiten, während Kerne tatsächliche Prozessoren auf dem Chip sind. Die Erstellung solcher Prozesse und deren Entsorgung übernimmt der CPU-Scheduler.

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Vorteile von Multithreading

Multithreading verbessert die CPU-Leistung, insbesondere für Multitasking- und Rendering-Arbeiten. Dies kann für Single-Core-CPUs sehr vorteilhaft sein, da der eine Kern mehrere Aufgaben gleichzeitig ausführen kann.

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Abschließende Worte

Wenn Sie einen PC kaufen oder bauen möchten, ist es wichtig zu wissen, was die Prozessoranzahl bedeutet. Wenn Sie häufig anspruchsvolle produktive Arbeiten ausführen, die komplexe Berechnungen und viel Virtualisierung erfordern, profitieren Sie von vielen Kernen.

Aber für die Mehrheit der Gelegenheitsnutzer benötigen Sie nicht wirklich mehr als 4 Kerne. Für Gamer und Profis mit sechs Kernen ist auch ein Sweet Spot.