Sau đó điện thoại thông minh đã có bộ xử lý lõi kép đầu tiên xuất hiện trên thị trường vào năm 2010. Trước đó, điện thoại thông minh đều sử dụng bộ xử lý lõi đơn với tốc độ xung nhịp khoảng 1,4 GHz. Kể từ đó, số lượng lõi đã tăng lên và ổn định ở mức 8 cho đến ngày nay. Tuy nhiên, bộ xử lý 4 và 6 lõi vẫn đang được sử dụng.
Video giải thích sự khác biệt về hiệu suất và hiệu suất giữa bộ xử lý đơn lõi và đa lõi
Bỏ qua nhiều khía cạnh đa xử lý không đồng nhất (HMP) của các bộ xử lý này thông qua các công nghệ như big.LITTLE và DynamIQ, điện thoại thông minh ngày nay có tới 8 CPU riêng lẻ, có thể chạy độc lập. nhiệm vụ trong không gian bộ nhớ ảo của họ. 8 công cụ đã sẵn sàng và có thể chạy ứng dụng của bạn. Nhưng tại sao đa lõi chạy từ đầu? Những lợi thế và bất lợi của nó là gì? Hãy để chúng tôi Chính quyền Android giải thích điều này.
Đơn và đa lõi
Trên di động, hiệu quả năng lượng là vô cùng quan trọng. Trong khi các nhà sản xuất chip đang cố gắng thu hẹp quy trình, những hạn chế của việc chạy trong môi trường hạn chế nhiệt, từ pin, chưa bao giờ được gỡ bỏ. Công suất mà bộ xử lý di động có thể sử dụng được xác định bởi ba yếu tố chính: điện dung của mạch, điện áp của mạch và tần số của đồng hồ. Công thức chính xác cho mối tương quan này là P = CV2f. Dựa vào đó, chúng ta có thể thấy rằng việc tăng tần số làm tăng sử dụng năng lượng. Khi thay đổi điện áp, mức năng lượng thay đổi đáng kể (vì đó là Điện áp2).
Nếu chúng ta bắt đầu bằng cách giả sử bộ xử lý lõi đơn, chúng ta có thể sử dụng "1" cho mỗi giá trị, chúng ta có C = V = f = 1. Đây chỉ là một phép tính, không phải là ví dụ trọn đời. thực tế. Đối với các giá trị đó, chúng tôi có tổng công suất có thể sử dụng là 1. Để xem mối quan hệ giữa bộ xử lý lõi đơn và lõi kép, chúng tôi có thể thay thế các giá trị thô của bộ xử lý lõi kép, nhưng nó sẽ chỉ chạy ở một nửa đồng hồ. Điện dung tăng vì có nhiều bảng mạch hơn. Việc chuyển đổi từ lõi đơn sang lõi kép cần thay thế giá trị C từ 1 thành 2, nhưng ở đây, chúng tôi sẽ sử dụng 2.2 để bao gồm bất kỳ mạch linh tinh nào khác và thay đổi do ứng dụng. hai lõi. Điện áp có thể giảm, vì tần số sẽ thấp hơn. Để tránh lỗi, chúng tôi đặt điện áp thành 0,6. Cuối cùng, tần số sẽ chỉ bằng một nửa so với bộ xử lý lõi đơn ban đầu, vì vậy nó sẽ là 0,5. Vậy, ta có P = 2,2 * 0,62 * 0,5. Thực hiện phép tính, chúng ta nhận được kết quả P = 0,336 hoặc làm tròn thành 0,4.
Về mặt xử lý thô, bộ xử lý lõi kép này có khả năng thực hiện một số tính toán tương tự như bộ xử lý lõi đơn chạy với tốc độ gấp đôi đồng hồ, nhưng sử dụng ít năng lượng hơn 60%. Đó là sự hấp dẫn của giải pháp đa lõi.
Thí nghiệm Raspberry Pi
Để kiểm tra giả thuyết rằng bộ xử lý lõi kép có thể tính toán ở mức với bộ xử lý lõi đơn chạy ở tốc độ "tối đa", chúng tôi sử dụng bảng Raspberry Pi và điểm chuẩn khi tính toán các số nguyên tố. Ưu điểm của Raspberry Pi là bạn có thể vô hiệu hóa hoặc kích hoạt các lõi, cũng như thay đổi tần số xung nhịp cho các lõi đó. Rõ ràng, nó hoàn toàn hoàn hảo để thử nghiệm lý thuyết này.
Sử dụng công cụ kiểm tra để tính toán số nguyên tố lên tới 5.000.000 với 2 luồng (có nghĩa là nó sẽ chạy trên 2 lõi cùng một lúc), Raspberry Pi 4 có thể hoàn thành nhiệm vụ trong 12 giây. Đây sẽ là một điểm tham chiếu. Tiếp tục, chúng tôi đã chạy thử nghiệm tương tự chỉ với một kernel được kích hoạt, nhưng với hai luồng đang chạy, Pi đã hoàn thành nhiệm vụ trong vòng 24 giây. Vì không có lõi vật lý thứ hai để chương trình sử dụng, nên tất cả các tính toán chạy trên lõi đơn và mất gấp đôi thời gian.
Sau đó, tôi đã kích hoạt một lõi bổ sung nhưng giảm tốc độ xung nhịp từ 1,5 GHz (mặc định) xuống chỉ còn 750 MHz. Vì vậy, 2 lõi sẽ chỉ chạy ở tốc độ một nửa. Thử nghiệm hoàn thành trong vòng 24 giây. Điều đó có nghĩa là khi chạy thử nghiệm với lõi đơn ở tốc độ 1,5 GHz và lõi ở 750 MHz, tất cả đều hoàn thành cùng một khoảng thời gian. Nhưng lõi kép tiêu thụ năng lượng ít hơn 60%.
Trên thực tế, bài kiểm tra không hoàn thành sau 24 giây, có sự khác biệt khoảng một giây trong 2 lần chạy. Tôi đã làm một bài kiểm tra dài mất hơn 3 phút để hoàn thành. Chạy thử nghiệm đó theo cách tương tự ở trên, tôi thấy rằng bộ xử lý lõi đơn tốc độ 1,5 GHz chậm hơn một chút so với thiết lập lõi kép có tốc độ chỉ bằng một nửa. Trong 3 phút, thiết lập lõi kép nhanh hơn 1,5 giây, ít hơn 1%. Một sự khác biệt nhỏ nhưng đáng chú ý.
Đa nhiệm, đa luồng và đa xử lý
Chìa khóa để thực hiện kiểm tra này là các công cụ kiểm tra chạy hai luồng. Đó là cách nó được thiết kế. Không phải tất cả các phần mềm được viết theo cách "đa luồng" thuần túy, nhưng hầu hết các phần mềm có thể được hưởng lợi từ các bổ sung bổ sung cho những thứ khác như phản hồi UI, hoạt động mạng ngầm, IO (đầu vào / đầu ra) song song.
Không phải tất cả các cá nhân đều giống nhau
Một điều cuối cùng cần lưu ý: không phải tất cả mọi người đều giống nhau. Tất cả mọi thứ được thảo luận ở đây đều giả sử thiết kế CPU giống nhau được sử dụng xuyên suốt. Trên thực tế, nó phức tạp hơn một chút. Như đã đề cập trước đó, HMP được sử dụng trong các bộ xử lý di động hiện đại. Điều đó có nghĩa là bộ xử lý sẽ có lõi hiệu quả năng lượng với lõi hiệu suất thấp và lõi hiệu suất cao, sử dụng nhiều năng lượng hơn nhưng cung cấp hiệu suất tốt hơn. Trong một bộ xử lý 8 lõi thông thường, sẽ có 4 lõi mạnh và 4 lõi yếu.
Bộ xử lý của Apple hơi khác một chút. Nó sử dụng 6 lõi với 2 lõi hiệu suất cao và 4 lõi tiết kiệm năng lượng. Cách Apple duy trì mức hiệu năng cao là hai lõi này khá "lớn" và có thể đạt được mức hiệu năng cao hơn trên mỗi lõi so với bộ xử lý của Qualcomm hoặc Samsung. Điều này dẫn đến việc sử dụng năng lượng cao hơn. Đó là lý do tại sao các lõi CPU của Apple thường chạy ở tốc độ xung nhịp thấp hơn so với các đối thủ của họ. Đó cũng là lý do tại sao Apple dẫn đầu về hiệu suất đơn lõi, nhưng với hiệu suất đa lõi, sự cạnh tranh của họ đang giảm.
Minh Hưng theo chính quyền Android