Ydin vs prosessori
Prosessorin ja ytimen välinen ero voi olla hämmentävä aihe, jos et ole tietokonetaito. Prosessori tai prosessori on kuin tietokonejärjestelmän aivot. Se vastaa kaikista ydintoiminnoista, kuten aritmeettisista, loogisista ja ohjaustoiminnoista. Perinteisessä prosessorissa, kuten Pentium-prosessorissa, on vain yksi ydin prosessorin sisällä, mutta nykyaikaiset prosessorit ovat moniytimisprosessoreita. Moniytimisessä prosessorissa prosessoripaketin sisällä on useita ytimiä, joissa ydin on prosessorin peruslaskentayksikkö. Ydin voi suorittaa vain yhden ohjelmakäskyn kerrallaan (voi suorittaa useita, jos hyper-säikeistyskyky on käytettävissä), mutta useista ytimistä koostuva prosessori voi suorittaa useita käskyjä samanaikaisesti ytimien lukumäärästä riippuen.
Mikä on prosessori?
Prosessori, joka tunnetaan myös nimellä Central Processing Unit (CPU), on tietokonejärjestelmän tärkein osa, joka vastaa ohjelmakäskyjen suorittamisesta. Nämä ohjeet sisältävät aritmeettisia, loogisia, ohjaus- ja syöttö-tulostustoimintoja. Perinteisesti prosessori koostuu komponentista nimeltä Arithmetic and Logical Unit (ALU), joka vastaa kaikista aritmeettisista ja loogisista operaatioista, ja toisesta komponentista nimeltä Control Unit (CU), joka vastaa kaikista ohjaustoiminnoista. Lisäksi siinä on joukko rekistereitä arvojen tallentamiseen. Perinteisesti prosessori pystyi suorittamaan vain yhden käskyn kerrallaan. Prosessoreita, joissa on vain yksi ydin, kutsutaan yhden ytimen prosessoriksi. Pentium-sarja on esimerkki yhden ytimen prosessoreista.
Sitten esiteltiin moniytimiset prosessorit, joissa yhdessä prosessorissa oli useita prosessoreita, jotka tunnetaan nimellä ytimet. Joten kaksiytimisessä prosessorissa on kaksi ydintä prosessorin sisällä ja neliytimisprosessorissa neljä ydintä. Joten moniytiminen prosessori on kuin paketti, jonka sisällä on useita prosessoreita, joita kutsutaan ytimiksi. Nämä moniytimiset prosessorit voivat suorittaa useita käskyjä samanaikaisesti ytimien lukumäärästä riippuen.
Prosessorissa on ytimien lisäksi myös käyttöliittymä, joka yhdistää laitteen ulkomaailmaan. Moniytimisessä prosessorissa on myös käyttöliittymä, joka yhdistää kaikki ytimet ulkomaailmaan. Lisäksi siinä on viimeisen tason välimuisti, joka tunnetaan L3-välimuistina, joka on yhteinen kaikille ytimille. Lisäksi prosessori voi sisältää muistiohjaimen ja tulo-lähtö-ohjaimen, mutta arkkitehtuurista riippuen ne voivat joskus sijaita piirisarjassa, joka on prosessorin ulkopuolella. Lisäksi tietyissä prosessoreissa on grafiikkaprosessoriyksiköitä (GPU), joissa GPU on myös tehty pienistä ja vähemmän tehokkaista ytimistä.
Mikä on ydin?
Ydin on prosessorin laskennallinen peruskomponentti. Useat ytimet yhdessä muodostavat prosessorin. Ydin koostuu useista perusosista. Aritmetiikka- ja logiikkayksikkö vastaa kaikkien aritmeettisten ja loogisten operaatioiden suorittamisesta. Ohjausyksikkö on vastuussa kaikista ohjaustoiminnoista. Rekisterijoukko tallentaa arvot väliaikaisesti. Jos ytimessä ei ole toimintoa nimeltä hyper-threading, se voi suorittaa vain yhden ohjelmakäskyn kerrallaan. Nykyaikaisissa ytimissä on kuitenkin hyperketjutukseksi kutsuttu tekniikka, jossa ytimessä on redundantteja toiminnallisia yksiköitä, jotka tekevät niistä kykeneviä suorittamaan useita käskyjä rinnakkain. Ytimen sisällä on kaksi välimuistitasoa, joita kutsutaan L1-välimuistiksi ja L2-välimuistiksi. L1 on lähin, joka on nopein mutta pienin. L2-välimuisti on L1-välimuistin jälkeen, jossa se on hieman suuri, mutta hitaampi kuin L1. Nämä välimuistit ovat nopeampia muisteja, jotka tallentavat tietoja tietokoneen Random Access Memory (RAM) -muistiin ja sieltä pois nopeamman ja tehokkaan käytön mahdollistamiseksi.
Mitä eroa on prosessorilla ja ytimellä?
• Ydin on prosessorin peruslaskentayksikkö. Prosessori koostuu yhdestä tai useammasta ytimestä. Perinteisissä prosessoreissa oli vain yksi ydin, kun taas nykyaikaisissa prosessoreissa on useita ydintä.
• Ydin koostuu ALU:sta, CU:sta ja joukosta rekistereitä.
• Ydin koostuu kahdesta välimuistitasosta, nimeltään L1 ja L2, jotka ovat jokaisessa ytimessä.
• Prosessori koostuu välimuistista, jonka jakavat puheluytimet, joita kutsutaan L3-välimuistiksi. Se on yhteinen kaikille ytimille.
• Arkkitehtuurista riippuen prosessori voi koostua muistiohjaimesta ja tulo/lähtöohjaimesta.
• Tietyt prosessoripaketit sisältävät myös grafiikkaprosessointiyksiköitä (GPU).
• Ydin, jossa ei ole hypersäikeistystä, voi suorittaa vain yhden käskyn kerrallaan, kun taas useista ytimistä koostuva moniytiminen prosessori voi suorittaa useita käskyjä rinnakkain. Jos prosessori koostuu 4 ytimestä, jotka eivät tue hyperketjutusta, prosessori voi suorittaa 4 käskyä samanaikaisesti.
• Hyper-säietekniikkaa käyttävässä ytimessä on redundantteja toiminnallisia yksiköitä, jotta ne voivat suorittaa useita käskyjä kerrallaan. Esimerkiksi ydin, jossa on 2 säiettä, voi suorittaa 2 käskyä samanaikaisesti, joten prosessori, jossa on 4 tällaista ydintä, voi suorittaa 2 × 4 käskyä rinnakkain. Näitä säikeitä kutsutaan yleensä loogisiksi ytimiksi, ja Windowsin tehtävänhallinta näyttää yleensä loogisten ytimien määrän, mutta ei fyysisiä ytimiä.
Yhteenveto:
Prosessori vs. ydin
Ydin on prosessorin peruslaskentayksikkö. Nykyaikainen moniytiminen prosessori koostuu useista ytimistä niiden sisällä, mutta varhaisissa prosessoreissa oli vain yksi ydin. Ydin koostuu omasta ALU:sta, CU:sta ja sen rekistereistä. Prosessori on tehty yhdestä tai useammasta tällaisesta ytimestä. Prosessoripaketti sisältää myös liitännät, jotka yhdistävät ytimet ulos. Arkkitehtuurista riippuen prosessori voi sisältää myös integroidun GPU:n, IO-ohjaimen ja muistiohjaimen. Kahden ytimen prosessorissa on 2 ydintä ja neliytimisessä 4 ydintä, kuten nimestä voi päätellä. Ydin voi suorittaa vain yhden käskyn kerrallaan (harva, jos hyper-säie on käytettävissä), mutta moniytiminen prosessori voi suorittaa käskyjä rinnakkain, koska jokainen ydin toimii itsenäisenä suorittimena.
