Частично мы используем многоядерные процессоры , потому что отработанное тепло одноядерных процессоров было слишком большим, чтобы справиться с этим. (правильный?)
Сейчас мы используем многоядерные процессоры, которые выделяют меньше тепла и требуют меньше энергии, хотя они имеют гораздо лучшую производительность, чем старые одноядерные процессоры.
Какова причина? Почему лучший многоядерный процессор не должен производить больше тепла?
Проектирование процессоров входит в основополагающие принципы EE, но техническая причина, по которой сильно зависит от процессоров, о которых вы говорите (вы не можете в равной степени сравнивать тепловую мощность Intel 40386 с Intel Core i7 так же, как вы не можете реально в равной степени сравнить тепловую мощность одного ядра процессора для многоядерных процессоров с).
По общему мнению, если что-то потребляет меньше энергии, оно будет производить меньше тепла (если оно специально не создано для того, чтобы делать обратное, как обогреватель).
Главная причина, по которой процессоры сегодня более эффективны, чем их предки, заключается в том, что просто научные достижения помогли нам понять, как мы можем выжать большую эффективность из определенных областей процессора.
Другими словами, еще одна причина, почему многоядерные процессоры лучше в современном компьютерном мире, также связана со временем на процессор. Если я использую музыкальный проигрыватель, набирая слово doc и просматривая веб-страницы, каждая из этих программ должна бороться за часть процессорного времени, что фактически означает, что мой одноядерный процессор работает тяжелее (переключение контекста и что нет), но если бы у меня был 4-ядерный процессор, я мог бы запустить каждый процесс на своем собственном ядре (процессоре) и, таким образом, не иметь полной дополнительной рабочей нагрузки, которую могло бы иметь одно ядро.
TL; DR: чем тяжелее должен работать процессор, тем больше тепла он будет генерировать, тем более он эффективен при работе, хотя может привести к повышению эффективности в выработке тепла (т. Е. Более эффективный процессор может генерировать меньше тепла).
Надеюсь, это поможет.
Двумя классическими показателями производительности процессора являются IPC (количество команд на такт) и тактовая частота. В то время как IPC трудно определить количественно из-за зависимости от набора команд приложения-эталона, тактовая частота является простым измерением, дающим одно абсолютное число. Неискушенные покупатели просто считают процессор с самой высокой тактовой частотой лучшим продуктом, а Pentium 4 обладает самой быстрой тактовой частотой.
Более поздние процессоры Intel Core 2 и Core i изготавливаются на основе более эффективных полупроводниковых процессов и используют более эффективные архитектуры, которые обеспечивают лучшую производительность даже при более низких тактовых частотах, потребляя при этом гораздо меньше энергии и выделяя гораздо меньше тепла. См. Также: Почему новые поколения процессоров быстрее с одинаковой тактовой частотой?
Современные приложения, как правило, используют множество отдельных потоков и процессов, которые могут выполняться на отдельных процессорных ядрах. Особенно в высокопараллельных приложениях четырехъядерный процессор, работающий на частоте 2 ГГц, часто будет работать значительно лучше, чем одноядерный процессор, работающий на частоте 5+ ГГц, не в последнюю очередь потому, что каждое независимое ядро может работать в своем собственном процессорном потоке. На одноядерном процессоре издержки переключения контекста могут значительно снизить производительность при выполнении нескольких задач.
Кроме того, энергопотребление процессора резко возрастает с повышением тактовой частоты. Более высокие тактовые частоты, особенно когда вы выходите за пределы 4 ГГц, требуют значительного увеличения напряжения ядра процессора V CORE. Теплоотдача увеличивается с квадратом V CORE, что означает, что очень высокие тактовые частоты, приближающиеся к 5 ГГц и выше, очень трудно достичь и могут значительно снизить надежность процессора. Это само по себе означает, что для большинства рабочих нагрузок многоядерный процессор будет генерировать гораздо меньше тепла, чем одноядерный процессор при той же производительности.
Нет; многоядерные процессоры не были приняты, потому что они производят меньше тепла. Они были приняты, потому что вы можете выполнить больше работы, если одновременно работают несколько ядер. В качестве побочного эффекта от возможности быстрее выполнять работу, процессор может больше переходить в спящий режим, и в этом состоянии он потребляет гораздо меньше или даже нулевую мощность. Более ранние процессоры, даже находясь в режиме ожидания, потребляли гораздо больше энергии, но большая часть работы была направлена на снижение энергопотребления в режиме ожидания до нуля или около этого (путем отключения всего или большей части его). Однако главная причина, по которой современные процессоры, использующие гораздо меньше энергии, заключается просто в том, что они используют более мелкие транзисторы, которым требуется меньше энергии для переключения, и работают при более низких напряжениях, что опять-таки расходует меньше энергии.
