多核处理器：越多越好？

将多个核添加到单个核中处理器由于现代操作系统的多任务特性，提供了显著的好处。然而，在某些情况下，相对于添加内核的成本，有一个实际上限来限制多少内核可以产生改进。

多核技术进展

多个核心处理器已在中提供个人电脑从21世纪初开始。多核设计解决了处理器在时钟速度、冷却效率和保持精度方面达到物理极限的问题。通过在单处理器芯片上增加额外的内核，制造商通过有效地增加处理器可以处理的数据量，避免了时钟速度方面的问题中央处理器．

当它们最初发布时，制造商只提供单CPU的2核，但现在有4核、6核、甚至10核或更多的选项。除了增加内核，同步多线程技术——如英特尔的超线程技术——可以使虚拟内核数量翻倍操作系统看到。

进程和线程

一个过程是在计算机上运行的特定任务，如程序。进程由一个或多个线程组成。

一个线是一个简单的数据流，来自一个程序，通过计算机上的处理器。每个应用程序根据其运行方式生成自己的一个或多个线程。如果没有多任务处理，单核处理器一次只能处理一个线程，因此系统在线程之间快速切换，以看似并发的方式处理数据。

多核的好处是系统可以同时处理多个线程。每个核心可以处理单独的数据流。这种体系结构极大地提高了运行并发应用程序的系统的性能。由于服务器往往在给定的时间运行多个并发应用程序，这项技术最初是为企业客户开发的——但随着个人电脑变得更加复杂和多任务处理增多，它们也从额外的核中受益。

软件依赖性

虽然多核处理器的概念听起来很吸引人，但这项技术有一个主要的警告。为了享受多处理器的真正好处，计算机上运行的软件必须编写为支持多线程。如果没有支持这种功能的软件，线程将主要通过单个内核运行，从而降低计算机的整体效率。毕竟，如果它只能在四核处理器中的单核上运行，那么在具有更高基本时钟速度的双核处理器上运行它可能会更快。

当前所有主要的操作系统都支持多线程功能。但多线程也必须写入应用软件。多年来，消费类软件对多线程的支持有所改善，但对于许多简单的程序，由于软件构建的复杂性，仍然没有实现多线程支持。例如，邮件程序或web浏览器不太可能像图形或视频编辑程序那样看到多线程的巨大好处，因为在图形或视频编辑程序中，计算机处理复杂的计算。

一个很好的例子来解释这一趋势是看一个典型的电脑游戏。大多数游戏都需要某种形式的渲染引擎来显示游戏中发生的事情。此外，某种人工智能控制游戏中的事件和角色。对于单个核心，两个任务都通过在它们之间切换来执行。这种方法效率不高。如果系统具有多个处理器，渲染和AI可以分别在单独的核心上运行，这对于多核处理器来说是一种理想的情况。

8 > 4 > 2?

考虑到任何一个特定的计算机购买者的答案取决于他或她通常使用的软件，超越两个核心会带来不同的好处。例如，许多经典游戏在2核和4核之间的性能差别仍然很小。考虑到主线程的有效性决定了多线程性能的效率，即使是一些据称需要或支持八核的现代游戏，其性能也可能不如具有更高基本时钟速度的六核机器。

另一方面，对视频进行转码的视频编码程序可能会看到巨大的好处，因为单独的帧渲染可以传递给不同的核心，然后由软件整理成一个流。因此，拥有8个核心将比拥有4个更有益。本质上，主线程不需要相对丰富的资源;相反，它可以将艰巨的工作分派给子线程，从而最大限度地利用处理器的核心。

时钟速度

一般来说，更高的时钟速度意味着更快的处理器。考虑到多个内核的速度，时钟速度变得更加模糊，因为处理器由于额外的内核而压缩多个数据线程，但是由于热限制，这些内核中的每一个将以较低的速度运行。

例如，一个双核处理器可能支持每个处理器3.5 GHz的基本时钟速度，而一个四核处理器可能只运行3.0 GHz。单看它们的单核，双核处理器比四核处理器快14%。因此，如果您有一个只有单线程的程序，那么双核处理器实际上效率更高。然后，如果你的软件可以使用所有四个处理器，那么四核处理器实际上会比双核处理器快70%。

结论

在大多数情况下，如果您的软件典型的用例支持它。在大多数情况下，双核或四核处理器的功率足以满足基本计算机用户的需要。大多数消费者将看不到超越四个处理器内核带来的任何实际好处，因为利用它的非专业软件太少了。高核处理器的最佳使用案例涉及执行复杂任务的机器，如桌面视频编辑、某些形式的高端游戏或复杂的科学和数学程序。