Mehrere CPU Vs. Multi-Core

Seit 2005 verwenden Computer-CPU-Chiphersteller zunehmend mehrere Kerne, um die Leistung zu steigern. Jeder Kern führt eine separate Computeraufgabe aus, sodass der Computer mehr Arbeit erledigt. Vor dem Ansturm auf Multi-Core-CPUs haben Computerdesigner manchmal zwei, vier oder mehr Single-Core-CPUs in ein System eingebaut. Ab Oktober 2011 verfügen Server-Computer über zwei oder mehr Multi-Core-CPU-Chips auf demselben Computer.

Software

Für mehrere CPUs oder mehrere Kerne ist eine Software erforderlich, die programmiert ist, um sie zu erkennen. Betriebssysteme wie Linux oder Microsoft Windows wurden auf Single-CPU- und Single-Core-Computern gestartet. Versionen, die Multi-Core-Computer erkennen, erfordern zusätzlichen Programmieraufwand. Wenn die Software den Unterschied zwischen einer und mehreren CPUs nicht kennt, verhält sie sich so, als hätte der Computer eine einzige CPU, und die anderen Computerressourcen bleiben inaktiv. Gleiches gilt für Anwendungssoftware. Beispielsweise kann ein 3D-Grafikmodellierungsprogramm auf einem Single-Core-Computer nicht schneller ausgeführt werden als auf einem Multi-Core-Computer. Wenn das Programm CPU-intensive Aufgaben aufteilen und sie verschiedenen Kernen zuweisen kann, führt das Programm diese Aufgaben schneller aus.

Energieeffizienz

Ein Multi-Core-Computer hat eine bessere Energieeffizienz als einer mit mehreren CPUs. Mehrere CPUs bedeuten, dass mehrere Kopien derselben integrierten Schaltung auf einer Leiterplatte liegen und die zugehörige Verkabelung zwischen ihnen und anderen Chips besteht. Durch die Konsolidierung der Kerne auf einem Chip wird der Energieverbrauch für das Senden von Signalen von Chip zu Chip reduziert. Außerdem entfallen einige der zusätzlichen Chips, die zum Verwalten von Signalen zwischen CPUs erforderlich sind. Wenn der Computer von zwei CPUs auf eine Multi-Core-CPU wechselt, wird auch die Anzahl der CPU-Lüfter von zwei auf eins reduziert, wodurch zusätzliche Energie gespart wird.

Platz und Kosten

Multi-Core-Chips sparen im Vergleich zu mehreren CPU-Designs Platz auf Leiterplatten und in der Verpackung. Ein einzelner CPU-Chip mit zwei Kernen benötigt die Hälfte des Platzes als zwei separate CPU-Chips. Das Eliminieren der anderen Signalmanagement-Support-Chips von einem Computer mit mehreren CPUs spart ebenfalls Platz. Wenn ein Multi-Core-Chip 50 Prozent mehr kostet als ein Single-Core-Chip, kostet ein Multi-Core-Single-CPU-Computer mit zwei CPUs weniger als einer.

Speed

Die Kerne einer Multi-Core-CPU teilen sich den gleichen Cache-Speicher und andere Ressourcen, sodass sie einen Leistungsvorteil gegenüber Designs mit mehreren CPUs haben. Die elektrischen Signale zwischen Komponenten legen auf einer Mehrkern-CPU kürzere Strecken zurück. Kürzere Abstände für die Signale bedeuten, dass sie mit einer höheren Taktrate laufen können, ohne sich zu verschlechtern. Eine höhere Taktrate bedeutet, dass die Multi-Core-CPU Programme schneller ausführt als Single-Core-CPUs.