Как включить виртуальные ядра, как задействовать все ядра процессора

Простое объяснение вопроса «что такое процессор»

Микропроцессор является одним из основных устройств компьютера. Это сухое официальное название часто сокращается просто как «процессор»). Процессор представляет собой микросхему, по площади сравнимую со спичечным коробком. В любом случае процессор — это как двигатель в автомобиле. Самая важная часть, но не единственная. У машины также есть колеса, кузов и плеер с фарами. А ведь именно процессор (как и автомобильный двигатель) определяет мощность «автомата».

Многие называют процессор системным блоком, «коробкой», внутри которой находятся все компоненты ПК, но это в корне неверно. Системный блок — это корпус компьютера вместе со всеми его составными частями: жестким диском, оперативной памятью и многими другими деталями.

Размер процессора по сравнению с монетой. Есть процессоры покрупнее, есть гораздо поменьше.

Функция процессора — расчеты. На самом деле неважно, какие. Дело в том, что вся работа компьютера завязана исключительно на арифметических вычислениях. Сложение, умножение, вычитание и прочие алгебры — все это делает микросхема под названием «процессор». А результаты таких расчетов выводятся на экран в виде игры, файла Word или просто рабочего стола.

Нужно ли компьютеру много ядер? Сколько ядер нужно в процессоре?

Все современные процессоры достаточно мощные для обычных задач. Серфинг в Интернете, общение в социальных сетях и электронной почте, офисные задачи Word-PowerPoint-Excel: для этой работы подходят слабые Atom, дешевые Celeron и Pentium, не говоря уже о более мощном Core i3. Двух ядер более чем достаточно для нормальной работы. Процессор с большим количеством ядер не принесет значительного прироста скорости.

Для игр стоит обратить внимание на процессоры Core i3 или i5. Скорее производительность игр будет зависеть не от процессора, а от видеокарты. Редко когда игра нуждается в полной мощности Core i7. Поэтому считается, что для игр требуется не более четырех ядер процессора, а чаще всего будет достаточно и двух ядер.

Серьезные работы, такие как специальные инженерные программы, кодирование видео и другие ресурсоемкие задачи, требуют действительно продуктивной команды. Часто задействуются не только физические ядра процессора, но и виртуальные. Чем больше компьютерных потоков, тем лучше. И неважно, сколько стоит такой процессор: для профессионалов цена не так важна.

Когда меньше ядер у процессора — лучше

Не стоит покупать процессор с неправильной формулой «чем больше ядер, тем лучше». Это неправда. Во-первых, 4-, 6- и 8-ядерные процессоры заметно дороже своих двухъядерных аналогов. Существенное повышение цены не всегда оправдано с точки зрения производительности. Например, если 8-ядерный процессор всего на 10% быстрее, чем процессор с меньшим количеством ядер, но будет стоить в 2 раза дороже, то такую ​​покупку трудно оправдать.

Во-вторых, чем больше ядер у процессора, тем он «прожорливее» в плане энергопотребления. Нет смысла покупать гораздо более дорогой ноутбук с 4-ядерным (8-потоковым) Core i7, если этот ноутбук будет только обрабатывать текстовые файлы, просматривать веб-страницы и т д. Отличий от двухъядерного Core i5 (4 потока) не будет, а классический Core i3 всего с двумя вычислительными потоками не уступит самому именитому «коллеге». Да и от батареи такой мощный ноутбук будет работать намного меньше, чем недорогой и нетребовательный Core i3.

Многоядерность и гиперпоточность

Ядро — это вычислительная единица, физически отделенная от процессора, способная выполнять одну последовательность инструкций за раз. Если ядро ​​всего одно, а нужно выполнить несколько потоков, он быстро переключается между ними, выполняя задачи по очереди.

Поток (применительно к процессору) или виртуальное ядро ​​— это результат вычислительной реализации, в которой физическое ядро ​​может программно распределять свою производительность и работать над несколькими последовательностями инструкций одновременно. Проще говоря, ЦП притворяется перед операционной системой и программами, что у него больше ядер, чем есть на самом деле. Вы можете убедиться в этом, открыв диспетчер устройств или другую программу для мониторинга компонентов.

Гиперпоточность позволяет более эффективно распараллеливать вычисления: если одно виртуальное ядро ​​завершило работу над своей задачей и находится в режиме ожидания, его ресурсы может использовать другое. В тех случаях, когда гиперпоточность не поддерживается, эти ресурсы простаивают. Таким образом, поддержка виртуальных ядер может ускорить некоторые задачи, хотя, конечно, это не так хорошо, как наличие дополнительных физических ядер, и не ожидайте удвоения производительности.

Иллюстрация концепции виртуальных потоков/ядер:

Рассмотрим следующий упрощенный пример: если двухъядерный процессор с двумя потоками одновременно выполняет четыре последовательности инструкций, а производительность одного ядра на одну последовательность избыточна, то общая производительность будет меньше, чем вместо такого процессора стоит вариант с двумя ядрами, но с четырьмя потоками, так как переключение между задачами занимает больше времени и некоторые ресурсы иногда простаивают. Но если вычислительных ресурсов потока недостаточно для выполнения последовательности, виртуальные ядра вряд ли помогут: нужны дополнительные физические ядра.

Распараллеливание нагрузки с технологией Intel Hyper-Threading

Немного истории

когда-то процессоры были одноядерными и однопоточными. Если требовалось эффективно распараллелить вычисления (в сегменте серверов, рабочих станций), использовались материнские платы с несколькими процессорными сокетами. Следовательно, материнская плата нуждалась в возможности соединения всех процессоров с другими компонентами (например, оперативной памятью). По сравнению с текущей реализацией были дополнительные задержки и более высокие затраты на электроэнергию.

Разработка архитектуры началась с гиперпоточности, а позже производители стали помещать в чип несколько физических ядер. Сейчас два основных производителя процессоров для ПК (Intel и AMD) выпускают модели с двумя и более физическими ядрами, с поддержкой виртуальных ядер и без них.

Потоки или ядра?

Центральный процессор является одним из ключевых компонентов системы, от которого зависит ее производительность при выполнении целевых задач, а также удобство использования компьютера. Часто у пользователей, желающих собрать систему, возникает вопрос: на что ориентироваться при выборе ЦП? Стоит ли платить больше за дополнительные виртуальные потоки/ядра?

Ответ зависит от предполагаемых вариантов использования. В большинстве игр прирост производительности от Hyper-Threading будет минимальным или нулевым, но добавление физических ядер окажет явно положительное влияние на частоту кадров. Конечно, если движок игры способен распараллелить вычисления на таком количестве ядер. Многие игры, выпущенные в предыдущие годы, могут работать только на 2-4 ядрах; остальное будет простаивать или занято фоновыми программами.

Виртуальные ядра обеспечивают наибольшую выгоду для рабочих нагрузок, требующих эффективного распараллеливания. К ним относятся, например, архивирование файлов, обработка фотографий, воспроизведение видео и моделирование. Поэтому полезность дополнительных потоков для компьютера, который будет использоваться в основном для игр или мультимедиа, сомнительна. Однако, если параллельно с играми выполняются другие задачи, такие как стриминг, запись/обработка видео, загрузка/раздача файлов через торрент-клиент, антивирусное сканирование, она увеличивается. В подобных ситуациях виртуальные ядра помогают снять фоновую нагрузку с физических ядер.

Однако многократного увеличения вычислительной мощности все же ожидать не стоит, а для типовых домашних вариантов использования переплата за vCores зачастую будет не оправдана. Другое дело, что если компьютер используется для профессиональной деятельности и используются программы, хорошо работающие с гиперпоточностью, то прирост производительности при правильной оптимизации может составлять десятки процентов.

Вкратце: если речь идет о домашнем мультимедийном или игровом компьютере, то от виртуальных ядер чудес ждать не стоит, а если за них приходится платить ощутимую сумму, то лучше рассмотреть вариант с дополнительными физическими, либо инвестировать в др компоненты. Если система будет использоваться для работы, прирост может быть значительным, поэтому ознакомьтесь с тестированием процессоров с гиперпоточностью для конкретного типа задач.

Принцип работы процессорных ядер и многопоточности

В современных операционных системах многие процессы выполняются одновременно.
Загрузка операционной системы на процессор идет по так называемому конвейеру, в котором «устраиваются» необходимые для ядра задачи. В качестве примера возьмем ядро ​​процессора с частотой 4 ГГц с АЛУ (арифметико-логическое устройство) и ФПУ (математический сопроцессор). Частота 4 ГГц означает, что ядро ​​выполняет 4 миллиарда тактов в секунду. Задачи, требующие мощности для выполнения, потребляющие процессорное время, достигают ядра через конвейер.

Нередки случаи, когда процессору приходится ждать данных из кэша с более низкой скоростью (кэш L3) или оперативной памяти для выполнения необходимой операции. Эта ситуация называется промахом кеша. Это происходит, когда запрошенная информация не найдена в кэше ядра и требуется доступ к более медленной памяти. Есть и другие причины, из-за которых ядро ​​прерывает выполнение операции, что негативно сказывается на производительности.

Этот конвейер можно представить как настоящую сборочную линию на заводе: рабочий (ядро) выполняет ту работу, которая поступает к нему по ленте. А если надо взять нужный инструмент, рабочий уходит, оставляя транспортер простаивать. То есть работающая задача прерывается. Инструмент, за которым следует рабочий, в данном случае — это информация из оперативной памяти или кэша L3. Поскольку кэши L1 и L2 намного быстрее, чем любая другая память в компьютере, когда дело доходит до вычислений, производительность снижается.

Однопоточный конвейер не может запускать несколько процессов одновременно. Ядро постоянно прерывает выполнение одной операции ради другой, с более высоким приоритетом. Если появятся две задачи с одинаковым приоритетом, одна из них обязательно остановится, потому что ядро ​​не сможет работать над ними одновременно. И чем больше задач поступает одновременно, тем больше происходит прерываний.

Способы увеличения производительности процессоров

Разгон

По мере увеличения частоты ядра увеличивается количество выполняемых операций в секунду. Казалось бы, с увеличением производительности процессора проблемы должны уйти. Но это не так просто, как хотелось бы думать. Прирост от увеличения частоты процессора не является линейным. Многие процессы по-прежнему делят ядро ​​друг с другом и обращаются к памяти. Кроме того, не решена проблема промахов кеша и прерывания операций, так как размер кеша не меняется после разгона. Разгон — не лучший способ решить проблему отсутствующих потоков. Пример — тот же конвейер: рабочий увеличивает темп работы, но еще не умеет комплектовать два и более заказов одновременно.

Увеличение количества потоков на ядро

В процессорах Intel эта технология называется Hyper-Threading, а в процессорах Amd — SMT. Производители добавляют еще один регистр для работы со второй трубой. Пока один поток простаивает, ожидая необходимых данных, второй поток может использовать свободные вычислительные мощности. В кристалл добавлен еще один обработчик прерывания и набор регистров.

Есть возможность избавиться от последствий прерывания операций и сократить время простоя мощности процессора. Из-за этого двухпоточное ядро ​​выполняет больше работы за то же время, чем однопоточное. На примере рабочего: на конвейере появляется вторая сборочная линия, на которой предъявляются заказы. Пока производство на первой ленте простаивает в ожидании нужных инструментов, рабочий переходит к работе на второй ленте, что сокращает время простоя.

Обратите внимание, что логический поток не является вторым ядром, как может показаться на первый взгляд. Это всего лишь дополнительная «технологическая линия» для более эффективного использования имеющихся мощностей. Среди недостатков технологии Hyper-Threading или SMT можно выделить повышенное тепловыделение, отсутствие кеша (кеш на два потока по-прежнему общий), проблемы с оптимизацией некоторых программ или игр, которые не могут отличить реальную ядро из логического потока.

Именно по этой причине процессоры серии i7 «горячее» и имеют больший объем кэш-памяти по сравнению с i5. Использование многопоточной технологии может привести к увеличению производительности на 30%. Все это относится как к Intel Hyper-Threading, так и к AMD SMT, так как технологии во многом схожи. Может возникнуть вопрос: «Если можно добавить вторую последовательность, почему бы не добавить третью и четвертую?» Это выполнимо, но не имеет смысла, поскольку одноядерный кеш достаточно мал для большего количества потоков, и прирост производительности будет незначительным или нулевым.

Увеличение количества ядер

Это самый эффективный способ решить проблему, так как каждый канал теперь имеет свой собственный FPU, ALU и кэш, который не нужно использовать совместно с другим потоком. Разные процессы используют разные ядра, что приводит к меньшему количеству промахов кэша и конфликтов приоритетных задач. Метод, конечно, влечет за собой некоторые затраты для производителей: высокая стоимость разработки и производства, повышенное тепловыделение и размер чипа, и как следствие удорожание общей стоимости процессора.

Сферы применения многопоточных процессоров

С развитием компьютерных технологий список программ, использующих многопоточность, постоянно растет. Это дает разработчикам огромный простор для создания нового программного обеспечения и игр. Например, сейчас все современные ААА-проекты оптимизированы под многопоточные процессоры, что позволяет наслаждаться игрой и получать высокий fps на многоядерном процессоре.

Многоядерные системы еще более распространены в среде разработки. Программы 3D-моделирования, редактирования видео и создания музыки требуют большого количества параллельных задач, с чем хорошо справляются системы с Hyper-Threading или SMT. В операционных системах мощность потока может расходоваться на фоновые задачи (скайп, браузер, мессенджер), а остальное используется для тяжелой игры или программы.

Но не всегда увеличение количества потоков означает увеличение общей производительности. Почему процессоры SMT иногда уступают своим малопоточным аналогам? Это поддержка программного обеспечения. Иногда плохо оптимизированные программы не могут отличить логический поток от реального ядра, что может привести к тому, что две тяжелые задачи попадут в ядро ​​и замедлят работу. Однако такие технологии имеют большой потенциал, главное грамотно реализовать их на программном уровне.

Разберемся в терминологии

Чтобы никто не запутался в голове, предлагаю разобраться с ключевыми терминами, играющими роль в нашей теме.

Ядро процессора — это часть микросхемы, отвечающая за выполнение единого потока инструкций.
В современных процессорах, как правило, имеется несколько ядер, каждое из которых имеет свой кэш первого уровня и общий кэш второго и третьего. Это решение позволяет быстрее перемещать данные между ядрами, когда они работают в одном процессе.

Не путайте его с ядром операционной системы, которое координирует доступ программы к ресурсам компьютера.

Поток выполнения — это наименьшая единица обработки, выделенная ядром операционной системы, которая разделяет код и контекст процесса. Несколько потоков могут выполняться в одном процессе и совместно использовать ресурсы ЦП.

Виртуальные ядра процессора: что это и как работает

Для чего разработчикам потребовалась многопотоковая технология

Тут надо еще вспомнить, как вообще работает центральный процессор персонального компьютера. Вам нужно включить компьютер и запустить на нем какую-нибудь программу, как центральный управляющий процессор начнет читать содержащиеся в нем инструкции, которые написаны в виде машинного кода. Он читает каждую инструкцию по очереди и выполняет одну задачу за другой. Но в большинстве программ одновременно работает несколько программных процессов. Также современные операционные системы позволяют пользователям одновременно запускать программы, а не просто разрешать их; на самом деле ситуация, когда в ОС работает только один процессор, практически невозможна.

По этой причине управляющие ЦП, разработанные по старым технологиям, имеют низкий уровень производительности при одновременной обработке нескольких процессов. Естественно, для решения этой проблемы можно добавить в систему сразу несколько процессоров или процессов, одновременно используя несколько физических вычислительных ядер. Но такая модификация достаточно дорога, технически сложна и не всегда эффективна с точки зрения практики.

История: как начиналась разработка

По этой причине разработчики решили создать специализированную технологию, которая позволяла бы одновременно обрабатывать сразу несколько процессов на физическом ядре. При этом для софта, с виду, все будет казаться, что в системе сразу несколько процессорных ядер. Технологическая поддержка Hyper Threading впервые появилась в процессорах в 2002 году. Это были процессоры семейства Pentium 4 и серверные процессоры Xeon с тактовой частотой более 2 ГГц.

Изначально эта технология называлась Джексон, но позже название было изменено на другое, более понятное для широкой аудитории, т.е. Nur Threading, что буквально переводится как «суперпоточность». При этом, по данным Intel, кристаллическая поверхность процессора, поддерживающего Hyper Threading, стала лишь на 5% больше по сравнению с предыдущей моделью, не поддерживающей его, при этом уровень производительности вырос в среднем на 20%.

Несмотря на то, что в целом эта технология зарекомендовала себя хорошо, но по какой-то причине Intel решила отключить эту технологию у 4 процессоров линейки Cor 2, пришедших на смену Pentium. Hyper Threading, правда, появился позже в процессорах архитектуры Ivy Bridge, Sandu Bridge и Haswell, но в них он уже был существенно переработан.

Виртуальное ядро процессора — как работает?

На самом деле все просто. Процессор работает сам по себе, работает, все нормально. Но могут быть и перерывы в работе, например:

1. Произошла ошибка кэша.
2. Неверный прогноз события.
3. Ожидание результата предыдущей инструкции.

Это примерные причины почему процессор может простаивать доли секунды, вы их скорее всего не понимаете, но не обращаете внимания)) Даже доля секунды в процессорном времени имеет значение, особенно если много из тех мертвых времен. Делать? Все просто. Изначально все, что написано выше, делается в ядре, а точнее в потоке. Но при наличии технологии виртуального ядра процессор не остановится, а просто передаст управление в это время другому потоку, который также выполняет некоторую работу.

Простыми словами, когда на 1 ядре 2 потока, то технология старается загрузить процессор по максимуму, если есть простои, ожидание ответа, еще что-то, то в это время будет работать второй поток, как В результате процессор может обрабатывать больше данных.

На практике в некоторых программах, например для сжатия данных, результат хорошо виден. В некоторых играх, например, эффекта нет, а иногда и того хуже. Почему? Поскольку система видит потоки как ядра, это хорошо, но просто 1 поток слабее 1 ядра. Если задача нетребовательная, лучше, чтобы ее выполняли ядра, а не потоки. Современные игры могут нормально работать со стримами.

Кроме того, технология потоков увеличивает тепловыделение процессора по той же причине, что теперь он может обрабатывать больше данных. Сколько? Ну примерно 30-50%. Но на современных процессорах это значение может быть выше.

Кстати, с помощью простой бесплатной утилиты CPU-Z можно узнать, сколько ядер и потоков в процессоре

Все написано ниже в столбцах Cores и Threads. CPU-Z — бесплатная маленькая утилитка, без рекламы и похоже, что даже не надо ее устанавливать, она великолепна, показывает некоторую краткую информацию о процессе и об оперативной памяти (например, год публикации бара).

Потоки обычно можно отключить в BIOS, например параметр Hyper-threading:

У AMD все то же самое, только опция называется SMT Mode (или немного по-другому, в зависимости от материнской платы). PS: Для активации опции нужно выбрать Enabled, а для отключения Disabled.

Достоинства технологии Hyper Threading

Далее стоит рассмотреть следующий вопрос: насколько эта технология увеличивает производительность персонального компьютера? В повседневных задачах, таких как работа в Интернете и набор текста, преимущества использования Hyper Threading не столь очевидны. Но стоит иметь в виду тот факт, что современные процессоры настолько мощные, что повседневные задачи редко нагружают процессор полностью. Кроме того, многое зависит от того, как написано программное обеспечение. Вы можете запускать несколько программ одновременно, но если вы посмотрите на график загрузки, то увидите, что на 1 ядро ​​используется только один логический процессор. Это связано с тем, что программное обеспечение не поддерживает совместное использование процессора между ядрами.

Но для более сложных задач эта технология может быть гораздо полезнее. Такие приложения, как 3D-игры, программное обеспечение для 3D-моделирования, программное обеспечение для кодирования или декодирования музыки/видео, а также многие научные приложения написаны с учетом всех преимуществ многопоточности. Поэтому вы сможете в полной мере ощутить все скоростные преимущества персонального компьютера Hyper Threading во время прослушивания музыки, игры в «тяжелые» видеоигры или просмотра фильма.

В этом случае прирост производительности может доходить до 30%, хотя бывают ситуации, когда технология иногда не дает никакого преимущества, в случае, когда 2 потока сразу загружают все устройства исполнительного процессора одинаковыми задачами, даже снижение можно наблюдать уровень производительности. Если вернуться к наличию соответствующей опции в меню настроек BIOS, позволяющей настроить параметры Hyper Threading, то чаще всего мы рекомендуем включать эту функцию. В общем, вы всегда можете отключить его, если вдруг обнаружите, что персональный компьютер работает с ошибками или даже имеет более низкий уровень производительности, чем вы ожидали.

Как узнать количество ядер

Перед тем, как включить дополнительные ядра, нужно узнать, есть ли они у процессора. В первую очередь информация о процессоре представлена ​​в инструкции или на официальном сайте производителя. Чтобы узнать модель процессора, выполните следующие действия:

Во-вторых, информацию можно найти через системные настройки и сторонние программы.

Через «Диспетчер устройств»

Чтобы узнать количество ядер процессора через «Диспетчер устройств», выполните следующие действия:

Через CPU-Z

CPU-Z — бесплатная утилита, предоставляющая подробную информацию о компьютере. На вашей главной странице «ЦП» есть строка «Количество активных ядер», в которой указано количество доступных ядер.

Посмотрите строку Cores в утилите CPU-Z, чтобы узнать количество ядер в процессоре

Через AIDA64

У AIDA64 также есть бесплатная версия программы, которую вы можете использовать. Открыв ее, переходим в пункт «Системная плата» — «ЦП». Найдите блок Multi CPU и посчитайте, сколько ядер в нем описано.

Посмотрите на блок Multi CPU, чтобы увидеть количество ядер

Через Everest

Еще одна бесплатная программа, позволяющая узнать количество ядер процессора. Для этого его нужно запустить и перейти в пункт «Материнская плата» — «ЦП» — блок Multi CPU.

Разверните вкладку CPU и обратите внимание на блок Multi CPU, чтобы увидеть количество ядер

Как проверить сколько работает ядер?

Для этого скачайте программу CPU-Z.

Загружаемся и видим количество активных ядер.

Не путайте этот параметр с количеством виртуальных процессоров, показанным справа.

Разблокировать ядра для приложений

Стоит отметить, что приложения построены на основе инструментов, предоставляемых Microsoft. Поэтому приложение создается с необходимыми условиями для использования многопоточности или одноядерности. Если приложение создано с расчетом только на одно ядро, разблокировка всех ядер не повлияет на производительность.

Но есть разные случаи, когда их разблокировка помогла решить некоторые проблемы с производительностью и задержкой. Для этого откройте Диспетчер задач (Ctrl+Shift+Esc) и перейдите на вкладку Подробности. Среди большого количества приложений найдите нужное и нажмите ПКМ. Затем выберите Set Affinity и в следующем окне выберите All Processors».

Как отключить ядро процессора в Windows 10?

Используя все описанные выше методы, вы можете отключить ядра ЦП. Это может помочь вам при перегреве, но только в крайних случаях. Мы не рекомендуем отключать или включать ядра без необходимости, иначе вы можете столкнуться с различными системными ошибками и BSOD.

Как разблокировать ядра на процессорах AMD?

Процессоры семейств Phenom II, Athlon X2, Athlon II и Sempron имеют скрытый потенциал в виде заблокированных ядер. Суть скрытых ядер заключается в отбраковке процессоров с их большим количеством (нестандартные флаги, баги, перегрев и т.п.). Например, вы покупаете 2-ядерный процессор, у которого физически их 4, но они не активны.

Разблокировка и активация зависят от нескольких факторов, таких как желаемая модель процессора, чипсет или северный мост материнской платы.

Подключить все ядра процессора Windows 10 через UEFI

Изменить количество ядер можно не только в системных параметрах, но и в этом может помочь UEFI (BIOS) материнской платы.

В зависимости от параметров ЦП и производителя материнской платы конфигурация может существенно различаться. Материнские платы выше бюджетного уровня позволяют настраивать работу внутренних системных процессов, от скорости кулеров до разгона процессора и памяти.

На примере материнской платы Asrock Z68 настройка Advanced (Дополнительно) — CPU Settings (Настройки ЦП) позволит настроить количество активных ядер и включить/выключить Hyper-Threading, а также установить нужные параметры ЦП.

Hyper-Threading — это многопоточная технология от Intel. Позволяет использовать на физическом ядре: 2 потока логических вычислений. В четырех — 8 потоков и так далее

Параметр Active Processor Cores отвечает за количество активных ядер процессора. На изображении показан выбор между Все, 1, 2 и 3, поскольку i7-2600 четырехъядерный.

Выбрав значение All, вы сможете использовать все ядра процессора.

Если вам интересно, как включить 2 или 4 ядра в Windows 10 с помощью UEFI, в дополнительных настройках ЦП вы можете настроить не только количество ядер, но и количество потоков.

Стоит отметить, что функциональность зависит от производителя версии BIOS.

Как запустить все ядра процессора?

Итак, способов будет несколько. Вот почему я показываю вам первый.

Заходим в пуск — запустить или клавиши win+r

Пишем msconfig

Далее в открывшемся окне переходим в «Загрузки» — «Дополнительные параметры.

Выберите максимальное количество процессоров.

Кстати, можно узнать количество ядер процессора. Но это виртуальные ядра, а не физические. Физических может быть меньше.

Жмем ОК, перезагружаемся.

Далее метод 2.

• Заходим в диспетчер задач: ctrl+shift+esc.
• Или ctrl+alt+del и диспетчер задач.
• Или щелкните правой кнопкой мыши на панели управления и выберите диспетчер задач.

Перейдите на вкладку процессы. Найдите игру и щелкните правой кнопкой мыши в процессе. Кстати, игра должна работать. Свернуть его можно Win+D или Alt+Tab.

Выбирайте комбинировать.

Выберите все и нажмите ок.

Чтобы посмотреть, все ли ядра работают или нет, в диспетчере задач переходим на вкладку производительность.

На всех вкладках будет диаграмма.

Если нет, нажмите еще раз, чтобы сопоставить, оставив только CPU 0, нажмите OK. Закрываем диспетчер задач, снова открываем, все повторяем, тоже самое, выбираем все процессоры и нажимаем ок.

Плюс!

На ноутбуках энергосбережение иногда выставлено таким образом, что настройки не позволяют использовать все ядра.

• Win7: перейдите в панель управления, перейдите к питанию, измените настройки плана, измените дополнительные параметры питания, управление питанием процессора, минимальное состояние процессора.
• Win8, 10 — Или: Настройки — Система — Питание и спящий режим — Дополнительные параметры питания — Установить план питания — Изменить дополнительные параметры питания — Управление питанием процессора — Минимальное состояние процессора

Для полноценного использования она должна быть 100%.

Количество работающих ядер по умолчанию в Windows 10

Каждое отдельное ядро ​​может иметь разную нагрузку, что связано с изменением загруженности ПК. Настройки BIOS позволяют выставить отдельную рабочую частоту для ядер. При равномерном распределении нагрузки на ПК пользователь получит высокую производительность.

Если речь идет о двухъядерном процессоре, то только одно ядро ​​будет задействовано только в одном случае — при запуске компьютера. С другой стороны, всегда можно активировать все ресурсы для ускорения процесса загрузки (с другой стороны, загрузка Windows не является самым ресурсоемким процессом, и вы выиграете гораздо больше, если просто поставите Windows 10 на ССД).

Способы включения ядер процессора на Windows 10

Для активации всех ядер четырехъядерного процессора (пример) при включении ПК можно использовать:

1. Реконфигурация системы.
2. Настройка биоса.

Приведенные ниже инструкции подходят как для 32-разрядной, так и для 64-разрядной версии ОС Windows 10:

1. Откройте меню «Выполнить», нажав сочетание клавиш Windows + R. Введите msconfig и нажмите Enter, чтобы открыть окно конфигурации системы.
2. Перейдите на вкладку «Boot», выберите нужную операционную систему и нажмите на функцию «Advanced Boot Options».

1. Выберите строку «Количество процессоров» и в развернутом списке выберите максимальное количество доступных ядер.
2. Также нужно увеличить «Макс память», отключить опцию «PCI Lock». В этом случае операционная система будет распределять нагрузку по всем ядрам равномерно. Подтвердите настройки, нажав ОК.

Чтобы не выполнять эти действия каждый раз, в окне «Конфигурация системы» выше установите флажок «Сделать эти конфигурации загрузки постоянными». Подтвердите действия кнопкой «Применить» и ОК.

Настройки процессора в BIOS

Вам нужно изменить настройки BIOS только в том случае, если компьютер просто не загружается. Вам не нужно использовать этот метод, если у вас нет базовых знаний о работе в BIOS. Лучше воспользоваться приведенной выше инструкцией.

Чтобы включить все ядра многоядерного процессора через BIOS, выполните следующие действия:

1. Войдите в меню BIOS (перезагрузите компьютер и на начальном экране с информацией о материнской плате нажмите F3, Del или Esc, в зависимости от производителя). Обычно на этом экране есть информация, указывающая, какие клавиши нажимать.
2. В BIOS найдите раздел Advanced Clock Calibration и выберите параметры All Cores.
3. Сохраните все настройки, нажав F10 и Y (или воспользуйтесь подсказками в самом биосе).

Проверка данных и параметров процессора

Чтобы узнать, сколько ядер использует система, а также какими параметрами обладает ЦП, можно воспользоваться стандартными средствами операционной системы или сторонними программами.

Стандартные средства ОС Windows 10

1. Наведите курсор на кнопку «Пуск» в левом нижнем углу экрана, щелкните правой кнопкой мыши и выберите «Настройки».
2. Перейдите в категорию «Система».
3. Откройте подкатегорию «О программе». Появится информационная страница, где также будут указаны названия и частоты каждого из ядер.

Чтобы найти более подробную информацию обо всех устройствах, необходимо открыть «Диспетчер устройств» (DEVMGMT.MSC).

Разверните ветку «Процессоры» и посмотрите на графику (для четырехъядерного процессора их должно быть четыре и так далее). Наведите курсор на любую строку, щелкните правой кнопкой мыши и выберите опцию «Свойства». Здесь вы найдете всю необходимую информацию о процессоре.

Управление виртуальными ядрами и vCPU в KVM

В моей виртуальной машине Windows 10 KVM все назначенные виртуальные ядра считаются независимыми процессорами.

Чтобы использовать все ресурсы ЦП, выделенные виртуальной машине, виртуальная машина должна видеть не 8 процессоров, а 8-ядерный процессор, 2 процессора с 4 ядрами или 1 процессор с 4 ядрами с 2 потоками. Попробуем изменить способ назначения виртуальных ядер для виртуальных машин KVM.

Выключите виртуальную машину:

# virsh shutdown server.vpn.ru — где server.vpn.ru — имя виртуальной машины.

Функции управления виртуальными машинами в KVM из консоли сервера с помощью virsh.

Показывает текущую XML-конфигурацию виртуальной машины KVM:

# вирш дампксмл server.vpn.ru

Нас интересует блок с описанием процессоров:

восемь 1000

/машина хвм

Как видите, у нас всего 8 виртуальных ЦП. Изменим конфигурацию:

# вирш редактируем server.vpn.ru

А затем добавьте:

Где:

• host-passthrough — режим эмуляции, при котором виртуальная машина будет отображать физический процессор узла (узла) кластера).
• sockets=’1′ — указывает, что процессор 1
• cores=’4′ — указывает, что у процессора 4 ядра
• threads=’2′ — указывает, что у нас есть 2 ядра на каждый поток

Сохраните файл конфигурации и запустите виртуальную машину. Войдите в гостевую виртуальную машину Windows 10 и убедитесь в диспетчере задач или мониторе ресурсов, что операционная система видит все назначенные виртуальные ядра.

Кроме того, в свойствах системы теперь отображается физический процессор Intel(R) Xeon(R) Silver 4114 хоста вместо виртуального.

Таким образом удалось решить проблему нагрузки на ВМ, так как двух ядер не хватало для полноценной работы приложений.

Настройка виртуальных процессоров и количества ядер в VMWare

Вы можете изменить способ представления виртуального ЦП виртуальной машине VMWare из интерфейса клиента vSphere.

1. Выключите виртуальную машину и откройте ее настройки;
2. Разверните раздел ЦП;
3. Изменим конфигурацию ВМ, чтобы гостевая ОС видела 2 процессора с 4 ядрами. Измените значение Cores Per Socket на 4. Это означает, что гостевая ОС увидит два четырехъядерных процессора (2 сокета по 4 ядра);
4. Сохраните изменения и запустите виртуальную машину.

Архитектура NUMA и виртуальные vCPU

Есть еще несколько аспектов выделения виртуальных ЦП и ядер виртуальным машинам, которые вам необходимо понять.

При распределении ядер в сокете учитывайте архитектуру NUMA (используется в большинстве современных процессоров). Не рекомендуется выделять больше ядер на сокет (и общее количество виртуальных ЦП) для вашей виртуальной машины, чем ядер, доступных на вашем физическом сокете/процессоре (узле NUMA). При размещении на одном физическом узле NUMA виртуальная машина сможет использовать быструю локальную оперативную память, доступную на конкретном узле NUMA. В противном случае процессам придется ждать ответа от другого узла NUMA для выполнения операции (что несколько дольше).

Если вы назначите виртуальной машине два отдельных виртуальных сокета, гипервизор сможет запускать их на разных узлах NUMA. Что не лучшим образом влияет на производительность ВМ.

Если требуемое количество виртуальных ЦП превышает количество ядер в 1 физическом сокете (узел NUMA), необходимо создать несколько виртуальных сокетов (процессоров) с требуемым числом ядер. Также не рекомендуется использовать нечетное количество процессоров (лучше добавить 1 vCPU)

Это позволит сохранить производительность виртуальной машины.

Например, для 2-процессорных хостов с 10 ядрами (всего доступно 40 виртуальных ЦП, включая Hyper-Threading) при настройке виртуального ЦП для ВМ лучше всего использовать следующие параметры:

Необходимое количество виртуальных ЦП	Количество виртуальных сокетов в конфигурации ВМ	Количество ядер в виртуальном процессоре в конфигурации виртуальной машины
один	один	один
……
десять	один	десять
11	Не оптимально
12	два	6
……
двадцать	два	десять

В бесплатной версии ESXi нельзя создать виртуальную машину с более чем 8 виртуальными ЦП.

Например, виртуальная машина с Microsoft SQL Server 2016 Enterprise Edition 16 vCPU в конфигурации с 2 ядрами и 8 сокетами будет работать хуже, чем конфигурация с 8 ядрами и 2 сокетами.

Также обратите внимание, что некоторые приложения лицензируются по физическим сокетам (так было в более ранних версиях SQL Server). Иногда выгоднее лицензировать один многоядерный процессор, чем несколько процессоров с меньшим количеством ядер.

Как включить все ядра процессора на Windows 10 при запуске?

Есть момент в работе операционной системы, когда по факту активной может быть только одна — это процесс включения компьютера. Но даже в этом случае ситуацию можно изменить и узнать, как включить 4 ядра в Windows 10. Используя встроенные системные средства и БИОС.

В первом случае нужно включить диалог «Выполнить» или воспользоваться горячей клавишей «Windows+R». Затем введите «msconfig» и нажмите «ОК.
Откроется окно с основными настройками системы.

Какой результат можно ожидать

Существует довольно распространенное заблуждение, что многоядерный процессор имеет такую ​​же производительность, как и многопроцессорный ПК. Например, можно представить аналогию с загрузкой материала в контейнер для переработки. Продукт могут привезти несколько рабочих вместо одного, если представить, что рабочие — это ядра процессора. Передача и считывание информации происходит быстрее.

На что влияет количество ядер процессора?

Многие путают понятие количества ядер и частоты процессора. Если сравнить это с человеком, то мозг — процессор, нейроны — ядра. Ядра работают не во всех играх и приложениях. Если, например, в игре запущено 2 процесса, один рисует лес, а другой город, а игра многоядерная, то для загрузки этого изображения нужно всего 2 ядра. А если процессов в игре больше, то задействованы все ядра.

А может быть и наоборот, игра или приложение могут быть написаны так, что действие может выполнять только одно ядро, и в этой ситуации выиграет процессор с наибольшей частотой и лучшей композитной архитектурой (это почему процессоры Intel, как правило, немного превосходят AMD).

Так что, вообще говоря, количество ядер в процессоре влияет на производительность и скорость.

Настройки энергоснабжения

Иногда из-за настроек питания компьютер не использует все ядра процессора. Чаще всего такая ситуация возникает на ноутбуках. Чтобы проверить конфигурацию и установить правильное значение, вам нужно будет сделать следующее:

1. Откройте «Панель управления» из меню «Пуск.
2. Затем щелкните значок «Питание».
3. Выберите активный профиль и нажмите ссылку «Настройки плана питания».
4. В следующем окне нажмите «Изменить дополнительные параметры».
5. После этого находим строчку «Управление питанием процессора».
6. После открытия выберите параметр «Минимальное состояние процессора».
7. Для активации всех ядер здесь необходимо установить значение «100

Внимание! Примечание: Для нормальной работы каждого ядра рекомендуется иметь 1 гигабайт свободной оперативной памяти. Если его нет, в некоторых случаях это может иметь обратный эффект и замедлить работу компьютера.

Как видите, вывести процессор на максимальную мощность несложно. Процедура довольно проста.

Взаимодействие многоядерных компьютеров со старыми программами

Бывают ситуации, когда многоядерный компьютер на Windows не позволяет нормально запускать старые программы или игры. Для решения этой проблемы мы подготовили пример запуска старой игры на многоядерной системе.

Для примера возьмем компьютер на базе четырехъядерного процессора Intel Core i7-6700K под управлением Windows 10. В качестве игры для запуска на Intel Core i7-6700K мы выбрали популярную игру Fallout 2 1998 года. После установки игры запустите ее с ярлыка на Рабочем столе и сверните комбинацией Alt+Tab. После этого зайдите в «Диспетчер задач» и найдите игровой процесс Fallout 2. Щелкните по нему правой кнопкой мыши и выберите «Подробнее».

После этого переходим во вкладку «Подробности» с процессом. Теперь щелкните правой кнопкой мыши процесс и перейдите к «Установить сходство».

Должно появиться такое окно.

В этом окне нужно отключить все ядра и оставить только «CPU 0» и нажать ОК.

Так же хочу отметить, что для этой игры нужно поставить режим совместимости с Windows XP. Установить режим совместимости для Windows XP можно во вкладке «Совместимость» в свойствах исполняемого файла. В нашем случае исполняемый файл — «fallout2.exe».

После этих действий можно перейти в окно Fallout 2. Все эти действия мы проделали для запуска игры Fallout 2 с одноядерным процессором Intel Core i7-6700K, так как игра рассчитана на одноядерные процессоры, где многоядерность негативно сказывается его эксплуатация.

Эту процедуру можно выполнить с любой старой программой или игрой, предназначенной для одноядерных систем Windows.

Охлаждение современных CPU

Если вы хотите повысить производительность системы за счет разгона процессора, оригинальная система охлаждения может не справиться с температурой ядра. Чтобы решить проблему с температурой ЦП и избежать перегрева ядер при его разгоне, необходимо использовать сторонние системы температурного охлаждения. Лучшие производители кулеров, которые выдержат температуру любого разогнанного процессора:

• Чиллер Мастер;
• Глубокое охлаждение;
• Ноктюрн;
• Правый термальный;
• Залман.

Чтобы справиться с температурой охлаждения разогнанного Intel Core i7-6700K, эти компании предлагают следующие кулеры:

1. Залман CNPS10X Перформа;
2. Ноктуа НХ-Д15;
3. DeepCool GAMMAXX S40;
4. Thermalright SilverArrow IB-E Extreme;
5. Кулер Мастер ТРС 812 ШИМ.

Доработанные кулеры справятся не только с тепловым охлаждением Intel Core i7-6700K, но и других CPU для различных платформ. Используя кулеры этих фирм, вы никогда не допустите перегрева вашего процессора.

Итог

В этом материале мы рассмотрим, что такое процессорное ядро, а также рассмотрим виды современных ЦП с разным количеством ядер от 1 до 8 и области их применения. Также мы рассмотрели примеры использования многоядерных систем на базе процессора Intel Core i7-6700K, а также систем температурного охлаждения для него.

Как видно из рассматриваемых нами моделей, можно встретить 8-ядерные процессоры. Из этого можно сделать вывод, что в новых моделях будет еще больше ядер. Возможно, в будущем мы встретим 32- или 64-ядерные процессоры для персонального компьютера от Intel и AMD.