单核与多核 CPU（完整比较）

Avilas

2022-06-26

多核是硬件领域的一个流行词，英特尔和 AMD 等科技巨头每年都会发布具有更多内核的计算机处理器。内核是计算机甚至手机的令人兴奋的组件，尤其是在游戏领域。

但您需要单处理器还是多核处理器？在本文中，我们将比较单核处理器与多核处理器、它们的用途、可以在何处使用它们，并研究它们在业务中的作用。继续阅读以了解单核处理器和多核处理器之间的区别。

这些处理器内部有什么？

单核是只有一个处理器的计算机或电话处理单元。单核处理器限制了计算机的 CPU 性能，减少了与 RAM（内存）和缓存通信的时间。

处理器时间的很大一部分 (75%) 用于访问（等待）内存结果。制造商开始发布多核计算机（包括手机）以增强处理器的性能。

在速度恒定的情况下，配备多核 CPU 的设备可能比配备单核处理器的设备性能更好。指令复杂性、预取精度、提取的 DLP 和缓存访问延迟等多种因素都会影响核心处理器的速度。其他包括：

多核是具有至少两个独立处理单元（也称为核心或 CPU）的计算机处理单元。多核处理器中的每个核心都设计用于读取程序指令并独立于其他内核执行它们。因此，计算机看起来有多个处理器。

多核使计算机能够轻松地同时执行多个进程。因此，PC 在执行多任务或运行功能强大的程序或应用程序时可实现增强的性能。

多核同时处理指令但速度比单核处理器低，可以获得更高的处理速率。多核处理器可提供高性能计算 (HPC)，使机器能够将大型、复杂的计算分解为更小的部分。

然后，多核 CPU 利用软件来解决复杂计算的每个部分。本质上，超级计算机被分解成更小的块（易于管理）来解决复杂的科学挑战。

因此，HPC 允许各种设备（例如电池供电的手机或笔记本电脑）在处理复杂任务时使用低能耗。它使处理数据库、虚拟化和云的企业能够从能源和成本节约中受益。

单核处理器有效地支持大多数计算需求。然而，为了获得最佳性能，多核对于更苛刻的计算需求是必要的。它们包括：

许多计算机图形处理软件需要引擎或处理器来显示动画细节。人工智能 (AI) 通常在虚拟环境中用于控制模拟、角色和事件。单核在任务或进程之间交替处理所有事件，从而减慢进程。

然而，多核处理器以更快的速度执行相同的指令，消除了延迟，从而减少了处理时间。

除了支持虚拟化之外，多核还可以使视频编码程序受益。单帧处理可以通过流从单个核心转移到多核处理，以提高性能。

采用HPC构建的多核处理器支持并行计算，多线程、更快的时钟速度以及嵌入式、通用或网络处理。他们还支持：

一般来说，如果运行的程序支持多核，则多核比单核更好。尽管双核和四核处理器已成为个人计算机的标准，但真正的好处来自于使用专门的程序或软件。

单核性能对于大多数游戏来说至关重要，因为它们仅使用一个核心运行。尽管游戏可以使用多核处理，但它们并没有充分发挥其潜力——游戏程序在核心之间分配工作负载，而不是利用并行计算。

即使是最复杂的视频游戏也不需要像 Photoshop 这样的程序那么多的计算能力。然而，游戏场景不断发展，每年都变得更加复杂。

例如，《战地 5》需要的不仅仅是标准计算规格。否则，您可能无法同时运行 Chrome 等其他程序。多任务处理是不可能的。

大多数游戏程序都是为在一个或多核上单独运行而构建的。他们在可用核心之间分割任务，而不是采用并行计算——让多个线程处理相同的任务。简单来说，游戏是单独执行任务的。因此，它们可以使用多个内核，但无法最大限度地发挥多核处理器的全部潜力。

然而，多线程程序是为了优化并行计算的能力而构建的。与复杂的游戏（例如 Arma III）不同，它们允许许多东西同时运行。这些程序被设计为使用并行处理器线程，将一项任务分成许多部分以加快处理速度。

多个核心提供更多线程来同时处理许多小任务。这些程序包括 3D 空间分析程序和 Photoshop 等。

游戏不断变得复杂且更容易运行。它们越来越多地被构建为充分利用多个核心和单个线程，就像多线程应用程序一样。因此，游戏将需要更强大的处理器（更大、更好，但成本更高）以获得最佳性能。

此外，许多人已经拥有多核计算机，但他们却没有充分利用。这意味着他们可以轻松地以最佳方式玩新兴游戏，而无需购买其他处理器。

单核仅在一个处理器上运行，而多核则在多个处理器上运行。在相同的处理器速度下，多核可提供比单核更高的性能。尽管大多数标准计算机和手机都支持四核或双核处理器，但它们的利用率很低。

大多数游戏可以在单核处理器上运行；然而，新兴游戏是为多核处理器构建的。多核 CPU 非常适合多线程程序，可实现更快的速度和最佳性能。

数据库管理系统、科学分析和数字信号处理等专业程序受益于多核处理器。因此，多核不一定比单核好。我们希望您发现这篇比较单核与多核处理器的文章很有用。