Processadores de múltiplos núcleos estão disponíveis em computadores pessoais desde o final dos anos 90. Os projetos com vários núcleos abordaram o problema de os processadores atingirem o teto de suas limitações físicas em termos de sua velocidade de clock e de quão eficientemente eles poderiam ser resfriados e ainda manter a precisão. Movendo-se para núcleos extras no chip de processador único, os fabricantes evitaram problemas com as velocidades de clock multiplicando efetivamente a quantidade de dados que poderiam ser manipulados pela CPU.
Quando eles foram originalmente lançados, eram apenas dois núcleos em uma única CPU, mas agora há opções para quatro, seis e até dez ou mais. Além disso, a tecnologia Hyper-Threading da Intel praticamente dobra os núcleos que o sistema operacional vê.
Ter dois núcleos em um único processador sempre teve benefícios tangíveis graças à natureza multitarefa dos sistemas operacionais modernos. Afinal, você pode estar navegando na Web ou digitando um relatório enquanto um programa antivírus é executado em segundo plano. A verdadeira questão para muitas pessoas pode ser se ter mais de duas é realmente benéfico e, em caso afirmativo, quantas?
Threading
UMA fio é simplesmente um único fluxo de dados de um programa que passa pelo processador no computador. Cada aplicativo gera seu próprio ou muitos segmentos, dependendo de como está sendo executado. Com a multitarefa, um processador de um único núcleo só pode manipular um único thread por vez, para que o sistema alterne rapidamente entre os threads para processar os dados de maneira aparentemente simultânea.
O benefício de ter vários núcleos é que o sistema pode manipular mais de um thread. Cada núcleo pode manipular um fluxo separado de dados. Essa arquitetura aumenta muito o desempenho de um sistema que está executando aplicativos simultâneos. Como os servidores tendem a executar muitos aplicativos simultâneos em um determinado momento, a tecnologia foi originalmente desenvolvida para o cliente corporativo - mas à medida que os computadores pessoais se tornaram mais complexos e a multitarefa aumentou, eles também se beneficiaram de núcleos extras.
Dependência de Software
Embora o conceito de processadores de múltiplos núcleos pareça interessante, há uma grande limitação para essa tecnologia. Para que os verdadeiros benefícios dos múltiplos processadores sejam vistos, o software que está sendo executado no computador deve ser escrito para oferecer suporte a multithreading. Sem o software que suporta tal recurso, os encadeamentos serão executados principalmente através de um único núcleo, degradando assim a eficiência. Afinal, se ele só puder rodar em um único núcleo em um processador quad-core, pode ser mais rápido executá-lo em um processador dual-core com velocidades de clock base mais altas.
Todos os principais sistemas operacionais atuais suportam capacidade de multithreading. Mas o multithreading também deve ser gravado no software do aplicativo. O suporte para multithreading em software de consumidor melhorou ao longo dos anos, mas para muitos programas simples, o suporte multithreading ainda não está implementado devido à complexidade da compilação do software. Por exemplo, um programa de email ou navegador da Web provavelmente não verá grandes benefícios para multithreading, como um programa de edição de vídeo ou gráficos, onde o computador processa cálculos complexos.
Um bom exemplo para explicar essa tendência é olhar para um típico jogo de computador. A maioria dos jogos requer alguma forma de mecanismo de renderização para mostrar o que está acontecendo no jogo. Além disso, algum tipo de inteligência artificial controla eventos e personagens no jogo. Com um único núcleo, ambos devem funcionar alternando entre os dois. Essa abordagem não é eficiente. Se o sistema tivesse vários processadores, a renderização e o AI poderiam ser executados em um núcleo separado - uma situação ideal para um processador com vários núcleos.
É 4> 2?
Ir além de dois núcleos apresenta algum desafio conceitual, já que a resposta para qualquer comprador de computador depende do software que ele normalmente usa. Por exemplo, muitos jogos ainda oferecem pouca diferença de desempenho entre dois e quatro núcleos. Essencialmente, não há jogos que tragam benefícios tangíveis além de quatro núcleos de processador.
Por outro lado, um programa de codificação de vídeo que transcodifica o vídeo provavelmente terá enormes benefícios, já que a renderização individual de quadros pode ser passada para diferentes núcleos e, em seguida, agrupada em um único fluxo pelo software. Assim, ter oito núcleos será ainda mais benéfico do que ter quatro.
Velocidades do Relógio
Quanto maior a velocidade do clock, mais rápido será o processador. As velocidades de clock se tornam mais nebulosas quando você considera as velocidades relativas a vários núcleos porque os processadores processam vários encadeamentos de dados graças aos núcleos extras, mas cada um desses núcleos estará funcionando em velocidades mais baixas por causa das restrições térmicas.
Por exemplo, um processador dual-core pode suportar velocidades de clock base de 3,5 GHz para cada processador, enquanto um processador quad-core pode funcionar apenas a 3,0 GHz. Apenas olhando para um único núcleo em cada um deles, o processador dual-core será capaz de cerca de 14 por cento mais rápido do que no quad-core. Portanto, se você tiver um programa que seja apenas de encadeamento único, o processador dual-core será realmente mais eficiente. Então, novamente, se o seu software puder usar todos os quatro processadores, então o processador quad-core será realmente 70% mais rápido que o processador dual-core.
Conclusões
Na maior parte, ter um processador de contagem de núcleos mais alto geralmente é melhor se seu software e casos de uso típicos o suportarem. Na maior parte, um processador dual-core ou quad-core será mais que energia suficiente para um usuário básico de computador.A maioria dos consumidores não verá benefícios tangíveis de ir além de quatro núcleos de processador, pois há tão pouco software não especializado que pode tirar proveito disso. As únicas pessoas que devem considerar esses processadores de alto número de núcleos são aquelas que executam tarefas complexas, como edição de vídeo em desktop ou programas complicados de ciências e matemática.
Confira o quão rápido de um PC eu preciso? artigo para ter uma ideia melhor do tipo de processador que melhor corresponda às suas necessidades de computação.
