單核與多核 CPU（完整比較）

Avilas

2022-06-26

多核是硬件領域的一個流行詞，英特爾和 AMD 等科技巨頭每年都會發布具有更多內核的計算機處理器。內核是計算機甚至手機的令人興奮的組件，尤其是在遊戲領域。

但您需要單處理器還是多核處理器？在本文中，我們將比較單核處理器與多核處理器、它們的用途、可以在何處使用它們，並研究它們在業務中的作用。繼續閱讀以了解單核處理器和多核處理器之間的區別。

這些處理器內部有什麼？

單核是只有一個處理器的計算機或電話處理單元。單核處理器限制了計算機的 CPU 性能，減少了與 RAM（內存）和緩存通信的時間。

處理器時間的很大一部分 (75%) 用於訪問（等待）內存結果。製造商開始發布多核計算機（包括手機）以增強處理器的性能。

在速度恆定的情況下，配備多核 CPU 的設備可能比配備單核處理器的設備性能更好。指令複雜性、預取精度、提取的 DLP 和緩存訪問延遲等多種因素都會影響核心處理器的速度。其他包括：

多核是具有至少兩個獨立處理單元（也稱為核心或 CPU）的計算機處理單元。多核處理器中的每個核心都設計用於讀取程序指令並獨立於其他內核執行它們。因此，計算機看起來有多個處理器。

多核使計算機能夠輕鬆地同時執行多個進程。因此，PC 在執行多任務或運行功能強大的程序或應用程序時可實現增強的性能。

多核同時處理指令但速度比單核處理器低，可以獲得更高的處理速率。多核處理器可提供高性能計算 (HPC)，使機器能夠將大型、複雜的計算分解為更小的部分。

然後，多核 CPU 利用軟件來解決複雜計算的每個部分。本質上，超級計算機被分解成更小的塊（易於管理）來解決複雜的科學挑戰。

因此，HPC 允許各種設備（例如電池供電的手機或筆記本電腦）在處理複雜任務時使用低能耗。它使處理數據庫、虛擬化和雲的企業能夠從能源和成本節約中受益。

單核處理器有效地支持大多數計算需求。然而，為了獲得最佳性能，多核對於更苛刻的計算需求是必要的。它們包括：

許多計算機圖形處理軟件需要引擎或處理器來顯示動畫細節。人工智能 (AI) 通常在虛擬環境中用於控制模擬、角色和事件。單核在任務或進程之間交替處理所有事件，從而減慢進程。

然而，多核處理器以更快的速度執行相同的指令，消除了延遲，從而減少了處理時間。

除了支持虛擬化之外，多核還可以使視頻編碼程序受益。單幀處理可以通過流從單個核心轉移到多核處理，以提高性能。

採用HPC構建的多核處理器支持並行計算，多線程、更快的時鐘速度以及嵌入式、通用或網絡處理。他們還支持：

一般來說，如果運行的程序支持多核，則多核比單核更好。儘管雙核和四核處理器已成為個人計算機的標準，但真正的好處來自於使用專門的程序或軟件。

單核性能對於大多數遊戲來說至關重要，因為它們僅使用一個核心運行。儘管遊戲可以使用多核處理，但它們並沒有充分發揮其潛力——遊戲程序在核心之間分配工作負載，而不是利用並行計算。

即使是最複雜的視頻遊戲也不需要像 Photoshop 這樣的程序那麼多的計算能力。然而，遊戲場景不斷發展，每年都變得更加複雜。

例如，《戰地 5》需要的不僅僅是標準計算規格。否則，您可能無法同時運行 Chrome 等其他程序。多任務處理是不可能的。

大多數遊戲程序都是為在一個或多核上單獨運行而構建的。他們在可用核心之間分割任務，而不是採用並行計算——讓多個線程處理相同的任務。簡單來說，遊戲是單獨執行任務的。因此，它們可以使用多個內核，但無法最大限度地發揮多核處理器的全部潛力。

然而，多線程程序是為了優化並行計算的能力而構建的。與復雜的遊戲（例如 Arma III）不同，它們允許許多東西同時運行。這些程序被設計為使用並行處理器線程，將一項任務分成許多部分以加快處理速度。

多個核心提供更多線程來同時處理許多小任務。這些程序包括 3D 空間分析程序和 Photoshop 等。

遊戲不斷變得複雜且更容易運行。它們越來越多地被構建為充分利用多個核心和單個線程，就像多線程應用程序一樣。因此，遊戲將需要更強大的處理器（更大、更好，但成本更高）以獲得最佳性能。

此外，許多人已經擁有多核計算機，但他們卻沒有充分利用。這意味著他們可以輕鬆地以最佳方式玩新興遊戲，而無需購買其他處理器。

單核僅在一個處理器上運行，而多核則在多個處理器上運行。在相同的處理器速度下，多核可提供比單核更高的性能。儘管大多數標準計算機和手機都支持四核或雙核處理器，但它們的利用率很低。

大多數遊戲可以在單核處理器上運行；然而，新興遊戲是為多核處理器構建的。多核 CPU 非常適合多線程程序，可實現更快的速度和最佳性能。

數據庫管理系統、科學分析和數字信號處理等專業程序受益於多核處理器。因此，多核不一定比單核好。我們希望您發現這篇比較單核與多核處理器的文章很有用。