В контексте этой цитаты, сколько «чипсов / сокетов» содержат персональные компьютеры?

2645
The Pointer

Мой учебник говорит следующее:

Микропроцессоры не только стали самыми быстрыми из доступных процессоров общего назначения, но и теперь являются многопроцессорными; каждый чип (называемый сокетом) содержит несколько процессоров (называемых ядрами), каждый из которых имеет несколько уровней больших кэшей памяти и несколько логических процессоров, совместно использующих исполнительные блоки каждого ядра. По состоянию на 2010 год даже для ноутбука характерно наличие 2 или 4 ядер, каждое с 2 аппаратными потоками, в общей сложности 4 или 8 логических процессоров.

Персональные компьютеры содержат только один чип, который сам содержит несколько процессоров? Или у них много таких фишек?

12
Использование в вашем учебнике слова «сокет» кажется неточным. Чип вставляется в розетку. Розетка пуста и бесполезна без нее. Большинство печатных плат имеют множество других микросхем для поддержки ролей в ЦП, которые не имеют гнезд, но припаиваются непосредственно к плате. electromaggot 7 лет назад 19
@electromaggot Я думал, это звучит неловко. Спасибо. The Pointer 7 лет назад 0
@electromaggot: Также есть компьютеры с несколькими чипами на дочерней плате, которая подключается к одному разъему (например, насколько мне известно, IBM POWER8 Murano поставляется в виде двух отдельных чипов на одной плате, которые подключаются к одному Сокет, IBM раньше называл это MCM (Multi Chip Module)). А на ноутбуках и нетбуках небольших размеров процессор может находиться непосредственно на плате без каких-либо разъемов. Терминология в этой статье просто далека. Jörg W Mittag 7 лет назад 3
@ Йорг: Хорошие моменты! Даже оперативная память вставляется в «розетку». Черт возьми (извините, примечание), на оригинальной плате Стива Возняка Apple 1 почти все чипсы были вставлены в розетку! Так расширилось ОЗУ, ПЗУ было обновлено, логические чипы можно было заменить более быстрыми версиями, а некоторые чипы, которые были ненадежными или перегорели (особенно на ранних этапах и с ранними блоками питания), можно было заменить. electromaggot 7 лет назад 0
На самом деле, это использование слова «сокет» довольно распространено, чтобы подчеркнуть разницу между физическим объектом процессора и ядром в конкретном процессоре. Для операционного программного обеспечения они почти неразличимы, поэтому лицензия «1-2 CPU» на старых Windows создала проблемы на четырехъядерных процессорах. Agent_L 7 лет назад 2
@Agent_L "пакет" - правильный термин. «Сокеты» используется для обозначения количества процессоров, которые может обрабатывать материнская плата (то есть «плата с 2 разъемами» или «плата с 4 разъемами»). hobbs 7 лет назад 0
@hobbs Я согласен, что это неправильно, но все, что я имел в виду, это то, что я заметил, что он используется таким образом:) Agent_L 7 лет назад 1
Тем не менее, вы часто будете видеть использование сокетов в лицензировании - программное обеспечение может сказать, что оно «лицензировано на ядро» или «лицензировано на сокет». Grant 7 лет назад 3

5 ответов на вопрос

16
RedGrittyBrick

Большинство новых настольных компьютеров будут содержать один основной чип процессора с несколькими ядрами. Каждое ядро ​​действует как независимый процессор.

Иногда каждое ядро ​​имеет функцию под названием одновременная многопоточность (SMT), благодаря которой каждое ядро ​​представляется операционной системе как два или более виртуальных ядра. Intel называет это HyperThreading .

Таким образом, один чип процессора может содержать четыре ядра, каждое из которых имеет два виртуальных ядра, в результате чего операционная система увидит восемь процессоров.

Основное концептуальное различие между процессором, ядром и виртуальным ядром заключается в количестве общих ресурсов внутри чипа.

В прошлом серверы высокой мощности имели несколько отдельных процессорных микросхем (и это, вероятно, все еще верно), иногда на отдельных процессорных платах, которые подключались к общей объединительной плате.

Настольные компьютеры также будут иметь один или несколько графических процессоров, в основном для графики. Они очень похожи на процессоры и могут использоваться для специализированных общих вычислений, таких как майнинг биткойнов.

Настольные компьютеры также будут содержать множество других чипов, которые не являются процессорами. Они выполняют специализированные функции, такие как предоставление интерфейсов USB и так далее. Термин чип используется для любой интегральной схемы (IC) в упаковке, которая может быть припаяна к печатной плате (PCB).

Вот случайный пример материнской платы для ПК того типа, который вы можете найти на настольном ПК:

enter image description here

  • «AMD Socket 942» - где установлен один основной чип процессора.
  • Чип AMD SB950 Southbridge - вспомогательные чипы для процессора
  • «AMD 990FX Chipset» - графический процессор (GPU)
  • «Intel Ethernet GameFirst II» - чип для сетевого интерфейса.

и т.п.

Каждая микросхема ЦП имеет внутреннюю логическую архитектуру, вот пример, который показывает один из способов размещения общих ресурсов внутри одной микросхемы.

enter image description here
Изображение от AMD

Точные детали могут сильно различаться у разных производителей, а также у разных поколений и диапазонов чипов от одного производителя. Это быстро меняющаяся область. Общая идея остается в силе.

Многопроцессорные серверы действительно все еще используются - в настоящее время довольно часто с NUMA (так что они не только многопроцессорные, но в некоторой степени и мульти-компьютеры). Это очень полезно для виртуальных машин и суперкомпьютеров. Luaan 7 лет назад 7
И когда вы вернетесь к 60 ', 70', вы также найдете примеры компьютеров, в которых «ядро» фактически состояло из цельной платы с несколькими чипами и другими компонентами. Tonny 7 лет назад 1
Возможно, стоит сказать, что иерархия идет на один уровень глубже: сокет, ядро, поток. Например, у меня есть 1 сокет с 4 ядрами, каждое с 2 потоками (всего 8 процессоров, как видно из ОС). Эта таксономия отражает совместное использование ресурса с сокетом, имеющим свои LLC, eDRAM и PCI-линии, ядрами его исполнительные блоки и кэши, потоком только то, что является внешним интерфейсом в жаргоне (который может даже чередоваться по времени). Margaret Bloom 7 лет назад 3
@ Маргарет: Отлично, спасибо. Я обновил свой ответ, чтобы упомянуть об этом. RedGrittyBrick 7 лет назад 0
@MargaretBloom: Есть также примеры более крупных модулей, содержащих несколько чипов, подключаемых к одной розетке. Таким образом, у вас может быть несколько сокетов, каждый с модулем с несколькими чипами, каждый с несколькими ядрами, каждый с несколькими потоками. Например, у IBM были «Книги по процессорам» на плате p595, где «книга» с несколькими сокетами, каждый с модулем, каждый с несколькими чипами, каждый с несколькими ядрами, каждый с несколькими потоками, мог бы скользить в слот на объединительной плате. и вы можете иметь несколько книг на объединительную плату. Да, и несколько объединительных плат на машину :-D Jörg W Mittag 7 лет назад 0
Вы также можете связать 2 машины в одну, IIRC. Итак, у вас будет машина-объединительная плата-книга-гнездо-модуль-чип-ядро-нить. На процессоре Azul Vega-3, OTOH, у вас есть 54 ядра на одном чипе, организованные в 9 банках по 6 (или это было 6 банков по 9?), Где ядра в одном банке будут совместно использовать некоторые ресурсы (я думаю L3 кеш, а возможно и контроллеры памяти). Это тоже будет уровень. И давайте не будем забывать, что есть два совершенно разных подхода к многопоточным ядрам: крупнозернистый (многопоточность чипа, как, например, реализовано на процессоре Sun Niagara) и мелкозернистый (то есть одновременный… Jörg W Mittag 7 лет назад 0
многопоточность, как, например, реализовано на Pentium4), и хотя ни один из поставщиков чипов, насколько мне известно, не сделал этого, эти два подхода могут быть реализованы на одном процессоре, поскольку они дополняют друг друга. Jörg W Mittag 7 лет назад 0
И здесь вы входите в неоднозначность слова «чип». Например, у четырехугольников Yorkfield было 2 чипа в одном физическом процессоре. Agent_L 7 лет назад 0
4
daniel.neumann

Настольные компьютеры могут иметь более одного чипа / процессора.

прошлое

В прошлом, до появления многоядерных процессоров, настольные компьютеры с несколькими процессорами использовались, когда была разумная потребность в более чем одном ядре процессора - например, для масштабных вычислений, которые можно было бы распараллелить. Смотрите для справки:

подарок

В настоящее время настольные компьютеры с несколькими процессорами больше не используются. Их несколько (см. Dell Precision Tower серии 7000 (7810) ).

Если вам требуется значительная вычислительная мощность по сравнению с настольным компьютером высокого класса с многоядерными процессорами, вы выбираете вычислительный сервер (вычислительный кластер) с несколькими многопроцессорными системами. Вы входите через этот настольный компьютер в этот кластер и выполняете свои задачи удаленно. Смотрите для справки:

2
Agent_L

Это все о значении используемых слов. Технология, которую они описывают, является относительно новой, поэтому значения не очень хорошо известны. Чтобы добавить к путанице, некоторые вещи, которые имели одно значение, должны были расходиться, и теперь они имеют 2 значения

Разъем:

  1. Любая розетка, когда что-нибудь можно подключить. Как в "сокет процессора", "сокет оперативной памяти", "сокет USB", и т. Д.
  2. Разъем CPU на материнской плате, где может быть установлен один физический процессор.
  3. Один физический процессор. Не обязательно сокетного типа (не каждый процессор использует сокет, некоторые, в основном, ноутбуки, непосредственно припаяны к материнской плате. Однако согласно этому определению они все еще считаются «1 сокетом»)

Процессор:

  1. Физический процессор (он же сокет) (как то, что вы получаете, когда покупаете «один процессор» в магазине)
  2. Логический процессор (он же поток) (то, что видит ваша ОС при открытии диспетчера задач)
  3. В широком смысле: любое оборудование или его часть, способная выполнить программу.

Ядро процессора:

  1. Часть, из которой сделан физический процессор. Современные ядра могут иметь один или два потока.

Чип:

  1. Одна интегральная схема в его упаковке. например, физический процессор.
  2. Один кусок кремния, штамп.

Давайте проанализируем вашу цитату:

каждый чип [физический процессор] (называемый сокетом [физический процессор] ) содержит несколько процессоров [любое аппаратное обеспечение, способное к выполнению] (называемых ядрами ), каждый из которых имеет несколько уровней больших кэшей памяти и несколько логических процессоров, совместно использующих исполнительные блоки каждого ядра ,

Теперь ваш вопрос:

Персональные компьютеры содержат только один чип, который сам содержит несколько процессоров? Или у них много таких фишек?

Большинство персональных компьютеров никогда не содержали несколько физических процессоров . Они предназначены для серверов, а иногда и для энтузиастов (например, Intel Skulltrail, EVGA классифицированные SR-2) или рабочих станций для жестких чисел. Почти каждый современный персональный компьютер содержит несколько логических процессоров в одном корпусе / физическом процессоре . Эти множественные логические процессоры реализованы как множество ядер в одном или нескольких чипах / кусках кремния в одном физическом процессоре и / или в виде одного или двух логических процессоров / потоков на ядро .

С точки зрения программного обеспечения и пользователя неважно, как они реализованы. Все, что легко увидеть без разборки компьютера, - это количество логических процессоров / потоков . В некоторых случаях одно ядро на поток заметно быстрее, чем такое же количество потоков, совместно использующих половину ядер .

2
Chris Johns

Настольные и портативные компьютеры для потребителей построены на основе нескольких отдельных компонентов на основе довольно стандартизированной модульной системы.

  • Материнская плата : она включает в себя довольно много различных компонентов, включая разъемы для модульных компонентов и внешних и внутренних устройств (таких как жесткие диски, USB, графические и аудио входы и выходы и т. Д.), А также электронику для обеспечения распределения сигналов и мощности между их. Это может включать в себя десятки второстепенных микросхем, которые, хотя они и не являются частью вычислительной мощности компьютера, по-прежнему выполняют некоторую важную функцию.

  • Графика : большинство плат будет иметь одну или несколько графических плат, которые являются взаимозаменяемыми аппаратными блоками, специально разработанными для обработки графики, и имеют собственный набор физических портов ввода и вывода (HDMI и т. Д.). Некоторые (но не все) процессоры также будут иметь встроенные графические чипы, которые могут обрабатывать обработку графики при отсутствии выделенной карты. Некоторые платы также позволяют одновременно использовать несколько одинаковых видеокарт для повышения производительности (SLI / Crossfire). Современная видеокарта также обычно имеет значительный объем встроенной памяти. Большинство видеокарт теперь имеют встроенные вентиляторы и радиаторы (или возможность подключения к контуру жидкостного охлаждения).

  • BIOS : микросхема или набор микросхем на материнской плате, который выполняет основные функции компьютера

  • Оперативная память : быстрая оперативная память, тесно интегрированная с процессором для тяжелой работы на компьютере. Обычно в виде длинных, узких модульных и сменных карт, которые вставляются в специальные гнезда на материнской плате. Обычно устанавливается кратно 2. Все чаще высокопроизводительная RAM может иметь собственную интегрированную активную или пассивную систему охлаждения.

  • Другие платы ввода / вывода : в настоящее время встречаются реже, чем в прошлом, однако на некоторых платах могут быть предусмотрены специальные входы / выходы для аудио, дополнительные USB или другие аппаратные порты или сетевые адаптеры, а также специальные карты для устаревших портов.

  • Порты SATA / IDE для подключения внутренних жестких дисков, оптических приводов и других устройств хранения.

  • Процессор : все материнские платы будут иметь разъем для подключения процессора с определенной конфигурацией выводов, который будет поддерживать целый ряд моделей процессоров, обозначенных «типом сокета», например, стандарт AMD AM2 +, и любой данный тип сокета будет иметь ряд процессоров с различными процессорами. разные уровни производительности. Практически все современные процессоры имеют несколько ядер, а иногда и графические ядра в одном физическом компоненте.

Эта структура разработана для того, чтобы было достаточно просто повысить производительность ПК путем замены модульных компонентов, по крайней мере, до того момента, когда материнская плата больше не будет совместима с последним стандартом, хотя часто существует некоторая степень обратной совместимости, поэтому она полностью можно постоянно обновлять модули, даже не покупая совершенно «новый» ПК (мой компьютер работает уже 15 лет, но единственным действительно оригинальным компонентом является случай). Очень похоже на метлу Триггера

Таким образом, короткий ответ заключается в том, что любой ПК будет содержать не менее десятков отдельных микросхем обработки и памяти с определенными функциями и различной архитектурой и производительностью.

1
bwDraco

Настольные и портативные ПК потребителя имеют один физический процессор, который может быть установлен в гнездо (большинство ноутбуков и некоторые компактные настольные компьютеры имеют процессоры, которые припаяны к материнской плате), но имеют несколько ядер . Каждое ядро ​​может выполнять свой собственный поток ; некоторые процессоры имеют функцию одновременной многопоточности (называемую Intel технологией Hyper-Threading), которая позволяет каждому ядру работать в более чем одном потоке одновременно, используя неиспользуемые ресурсы выполнения в каждом ядре. Типичный настольный процессор Intel Core i7 имеет четыре ядра, каждое с двухсторонней одновременной многопоточностью, что позволяет ему одновременно выполнять восемь потоков.

Системы с несколькими сокетами могут принимать более одного физического процессора; они предназначены для использования на сервере или рабочей станции и, как правило, очень дороги (от нескольких тысяч до десятков тысяч долларов).

Похожие вопросы