Heute werden wir lernen, was CPU-Kerne sind und wie sie zusammenarbeiten. Vor vielen Jahren hatten CPUs nur einen Kern. Jetzt haben CPUs mehr als einen Kern in Computern, Smartphones und sogar Smartwatches.
Was ist ein CPU-Kern?
Der Kern einer CPU ist der wichtigste Teil davon. Es ist die Komponente, in der die Informationen des Computersystems verarbeitet werden, um aufgezeichnet, gelesen, interpretiert und geschrieben zu werden. Alle zu erledigenden und zu sendenden Aufgaben werden durchlaufen, und hier erhalten auch die anderen Komponenten Ihres Systems die auszuführenden Anweisungen.
Im Laufe der Zeit hat die Anzahl der Kerne jedoch erheblich zugenommen. Derzeit verfügen die Prozessoren des wichtigsten Haushaltsbereichs sogar über 16 Kerne, wie im Fall des Ryzen 9 5950X. Auf den Servern finden wir dagegen CPUs mit bis zu 64 Kernen.
Wie funktionieren CPU-Kerne?
In vielen Fällen bedeuten mehr Kerne nicht gerade eine größere Funktionalität oder Leistung im Vergleich zu einem einzelnen Kern, und die Antwort liegt in der Funktionsweise dieser Kerne.
Eine CPU kann jeweils nur eine Aufgabe verarbeiten. Deshalb arbeiten sie bei sehr hohen Geschwindigkeiten mit Frequenzen von über 1 GHz in älteren Prozessoren und über 4 GHz in High-End-Produkten. Mit fortschreitender Softwareentwicklung wurden die CPUs jedoch langsamer in Bezug auf die Menge an Informationen, die sie verarbeiten mussten. Es bestand daher die Notwendigkeit, Cluster und Kerneinheiten zu erstellen, die Informationen einzeln aufzeichnen, um Aufgaben aufzuteilen und komplexere und anspruchsvollere Aufgaben zu erleichtern.
In vielen Systemen, insbesondere in ARM-CPUs, laufen nicht alle Kerne mit der gleichen Geschwindigkeit. Dies ist auch eine Entwicklungsherausforderung für die Programmierer und Ingenieure, die diese Maschinen konstruieren. In vielen dieser Fälle werden Prozesse nach der Geschwindigkeit unterteilt, mit der jeder Kern in mehr oder weniger anspruchsvolle Aufgaben unterteilt werden kann, was auch zur Unterteilung in Kategorien von Kernen führt.
Dies reagiert jedoch nur auf die Softwareprogrammierung, die die CPU auffordert, Aufgaben über verschiedene Kerne auszuführen, falls dies so ausgelegt ist. Andernfalls wird sich die Arbeit weiterhin auf einen einzelnen Kern konzentrieren.
Stellen wir uns vor, die Aufgaben eines Computersystems sind Hamburger, die an einem Tisch serviert werden, an dem sich Paare zur Arbeit setzen können. Je mehr Münder es gibt, desto schneller geht das Essen aus. Die Geschwindigkeit, mit der jeder Kern isst, hängt auch von der Priorität ab, mit der die Hamburger serviert werden, da es keinen Sinn macht, Bestellungen von 10 Hamburgern an einen Kern zu senden, der nur 5 Hamburger gleichzeitig essen kann, weil sie Diät halten. Ich hoffe, diese Demonstration war klar genug.
