WEBVTT 00:00.000 --> 00:00.990 Instruktor: W tej 00:00.990 --> 00:03.390 lekcji omówimy funkcje procesora. 00:03.390 --> 00:05.340 Obejmuje to takie rzeczy jak wielowątkowość, 00:05.340 --> 00:07.050 symetryczne wieloprzetwarzanie, 00:07.050 --> 00:10.950 pojedynczy rdzeń kontra wielordzeniowy i wsparcie wirtualizacji. 00:10.950 --> 00:12.180 Pierwszą rzeczą, którą 00:12.180 --> 00:15.840 omówimy, jest wielowątkowość, określana również jako SMT lub 00:15.840 --> 00:19.200 jednoczesna wielowątkowość lub hiperwątkowość, w zależności 00:19.200 --> 00:21.480 od zakupionego procesora. 00:21.480 --> 00:23.040 Hyper-threading to termin używany przez 00:23.040 --> 00:24.780 firmę Intel w odniesieniu do tego procesu. 00:24.780 --> 00:27.000 Bardziej ogólnym terminem jest SMT, czyli 00:27.000 --> 00:29.340 symultaniczna wielowątkowość. 00:29.340 --> 00:31.050 Teraz, gdy mamy do czynienia z 00:31.050 --> 00:33.870 wątkami, jest to koncepcja pojedynczego strumienia 00:33.870 --> 00:37.350 instrukcji wysyłanego przez aplikację do procesora. 00:37.350 --> 00:40.770 Obecnie większość aplikacji została zaprojektowana do uruchamiania pojedynczego 00:40.770 --> 00:42.150 procesu w jednym wątku. 00:42.150 --> 00:44.340 Oznacza to, że oprogramowanie robi wszystko 00:44.340 --> 00:45.720 w sposób seryjny. 00:45.720 --> 00:47.250 Tak więc, jeśli dałbym ci instrukcję 00:47.250 --> 00:48.930 pięciu różnych rzeczy do zrobienia, 00:48.930 --> 00:50.730 zrobiłbyś je w kolejności: pierwsza, 00:50.730 --> 00:53.250 druga, trzecia, czwarta i piąta. 00:53.250 --> 00:55.260 A jeśli każdy z nich zająłby ci 10 00:55.260 --> 00:57.510 minut, to w sumie byłoby to 50 minut. 00:57.510 --> 01:00.240 Ale gdybym mógł pozwolić ci na wielowątkowość i wykonywanie 01:00.240 --> 01:01.650 tych rzeczy poza kolejnością 01:01.650 --> 01:03.981 lub wykonywanie ich w tym samym czasie, mógłbyś 01:03.981 --> 01:07.050 wtedy robić więcej niż jedną rzecz na raz, wysyłając te rzeczy do 01:07.050 --> 01:09.360 różnych wątków lub różnych strumieni. 01:09.360 --> 01:11.130 Na przykład, powiedzmy, 01:11.130 --> 01:12.450 że chcę, abyś zapisał 01:12.450 --> 01:13.500 coś prawą ręką, 01:13.500 --> 01:15.900 a w tym samym czasie stuknął w biurko 01:15.900 --> 01:17.070 lewą ręką. 01:17.070 --> 01:18.570 Możesz wykonywać obie te czynności 01:18.570 --> 01:19.830 jednocześnie, ponieważ masz 01:19.830 --> 01:22.020 do dyspozycji dwa wątki lub dwie ręce. 01:22.020 --> 01:23.970 Na tym polega idea wielowątkowości. 01:23.970 --> 01:26.700 Intel i inni producenci opracowali więc sposób na 01:26.700 --> 01:28.860 umożliwienie oprogramowaniu komunikowania 01:28.860 --> 01:30.720 się z ich procesorami i uruchamiania 01:30.720 --> 01:33.061 wielu równoległych wątków w tym samym czasie 01:33.061 --> 01:35.610 w ramach jednego procesora. 01:35.610 --> 01:37.050 Pozwala to na uruchomienie 01:37.050 --> 01:39.420 tych wątków przez ten procesor i skrócenie 01:39.420 --> 01:41.340 czasu bezczynności procesora w oczekiwaniu 01:41.340 --> 01:43.080 na następną akcję. 01:43.080 --> 01:45.030 W ten sposób możemy zasadniczo spróbować 01:45.030 --> 01:46.680 zwiększyć nasze możliwości i 01:46.680 --> 01:48.006 przesłać więcej rzeczy przez 01:48.006 --> 01:50.550 procesor oraz spróbować wykonać więcej rzeczy 01:50.550 --> 01:52.410 w tym samym czasie. 01:52.410 --> 01:55.140 To świetne rozwiązanie, ale działa tylko do pewnego momentu, 01:55.140 --> 01:57.570 a oprogramowanie musi być w stanie to wykorzystać 01:57.570 --> 02:00.060 i zrozumieć, aby móc powiedzieć systemowi, że chcesz 02:00.060 --> 02:02.790 używać wielu wątków w tym samym czasie. 02:02.790 --> 02:04.140 Jest to duże ograniczenie, gdy 02:04.140 --> 02:06.630 mamy do czynienia z czymś takim jak hyper-threading. 02:06.630 --> 02:08.400 Innym sposobem na ominięcie 02:08.400 --> 02:13.320 tego problemu jest symetryczne przetwarzanie wieloprocesorowe (SMP). 02:13.320 --> 02:15.570 SMP to tradycyjny sposób, w jaki robiły 02:15.570 --> 02:17.304 to stacje robocze i serwery, 02:17.304 --> 02:20.370 ponieważ posiadały one wiele procesorów. 02:20.370 --> 02:22.080 Aby to zrobić, musisz mieć płytę 02:22.080 --> 02:25.290 główną z dwoma lub czterema gniazdami procesorów, a następnie 02:25.290 --> 02:27.420 zainstalować dwa lub cztery procesory 02:27.420 --> 02:28.890 na tej płycie głównej. 02:28.890 --> 02:31.050 W takim przypadku wszystkie procesory muszą 02:31.050 --> 02:32.790 być tego samego typu i prędkości, aby 02:32.790 --> 02:34.290 mogły ze sobą współpracować. 02:34.290 --> 02:37.410 A system operacyjny musi rozumieć, jak korzystać 02:37.410 --> 02:39.690 z więcej niż jednego procesora. 02:39.690 --> 02:42.690 Domyślnie większość systemów operacyjnych tego nie robiła. 02:42.690 --> 02:45.150 W związku z tym, aby móc obsługiwać wiele procesorów, 02:45.150 --> 02:47.670 trzeba było mieć system operacyjny oparty na serwerze, 02:47.670 --> 02:49.350 taki jak Windows Server 2019. 02:49.350 --> 02:52.860 Z tego powodu SMP lub symetryczne przetwarzanie wieloprocesorowe nie było 02:52.860 --> 02:55.620 zbyt przydatne w komputerach stacjonarnych i laptopach. 02:55.620 --> 02:58.770 Zamiast tego większość komputerów stacjonarnych i laptopów 02:58.770 --> 03:01.110 musiała polegać na hiperwątkowości procesorów 03:01.110 --> 03:04.140 Intela lub jednoczesnej wielowątkowości (SMT), jeśli 03:04.140 --> 03:06.720 używasz procesora AMD. 03:06.720 --> 03:09.480 Tak więc hiperwątkowość i SMT działały naprawdę dobrze 03:09.480 --> 03:12.090 przez długi czas, ale w końcu wciąż osiągaliśmy limit 03:12.090 --> 03:14.250 ilości rzeczy, które chcieliśmy przetworzyć, 03:14.250 --> 03:16.920 mając do tego tylko jeden procesor. 03:16.920 --> 03:19.020 Ponieważ większość systemów operacyjnych 03:19.020 --> 03:20.610 nie wiedziała, jak obsługiwać 03:20.610 --> 03:23.220 wiele gniazd lub wiele procesorów na danej płycie 03:23.220 --> 03:25.470 głównej, producenci zaczęli tworzyć tak zwane 03:25.470 --> 03:27.420 pakiety wielordzeniowe. 03:27.420 --> 03:28.770 Kiedy mówię o pakiecie, 03:28.770 --> 03:31.500 mam na myśli procesor, fizyczny układ scalony. 03:31.500 --> 03:33.570 Zamiast posiadać dwa fizyczne pakiety 03:33.570 --> 03:35.790 lub dwa fizyczne chipy w dwóch różnych gniazdach 03:35.790 --> 03:37.020 na płycie głównej, producenci 03:37.020 --> 03:38.850 postanowili stworzyć pojedynczy 03:38.850 --> 03:42.390 pakiet, który działał jako pojedynczy procesor. 03:42.390 --> 03:43.740 Ale wewnątrz tego pakietu znajdowało 03:43.740 --> 03:47.160 się w rzeczywistości wiele procesorów lub wiele procesorów. 03:47.160 --> 03:49.410 Oznaczało to, że dla płyty głównej wyglądał 03:49.410 --> 03:53.040 jak jeden fizyczny procesor, ponieważ tak było, ale wewnątrz 03:53.040 --> 03:54.540 niego znajdowało się wiele 03:54.540 --> 03:57.600 rdzeni lub rdzeni jednostki centralnej. 03:57.600 --> 03:59.910 Dzięki temu każdy system operacyjny może komunikować 03:59.910 --> 04:03.240 się z tym pojedynczym procesorem lub pakietem procesora, a następnie 04:03.240 --> 04:05.160 sam pakiet procesora może rozdzielić 04:05.160 --> 04:06.840 te instrukcje między wewnętrzne 04:06.840 --> 04:10.890 rdzenie wielordzeniowe wewnątrz tego procesora. 04:10.890 --> 04:11.812 Pomyśl o tym w ten sposób. 04:11.812 --> 04:14.250 Masz dom z czterema sypialniami. 04:14.250 --> 04:16.320 Jeśli ktoś podchodzi do drzwi wejściowych i mówi: potrzebuję 04:16.320 --> 04:17.580 łóżka na noc, to naprawdę nie obchodzi 04:17.580 --> 04:19.320 go, które z tych czterech dostanie, o ile będzie 04:19.320 --> 04:20.880 miał łóżko na noc. 04:20.880 --> 04:22.710 I tak, wchodzisz frontowymi drzwiami, zabierasz 04:22.710 --> 04:25.620 ich do jednego pokoju i pokazujesz im tylko jeden pokój. 04:25.620 --> 04:28.560 Zasadniczo to właśnie robi ten wielordzeniowy procesor. 04:28.560 --> 04:30.570 Gdy nowi ludzie wchodzą przez drzwi, zabiera 04:30.570 --> 04:32.790 ich do pojedynczego pokoju i pozwala im tam spać przez 04:32.790 --> 04:35.700 noc lub przetwarzać dane, a następnie wysyła ich z powrotem. 04:35.700 --> 04:36.720 Wszystko to jest obsługiwane 04:36.720 --> 04:38.220 przez osobę stojącą przy drzwiach wejściowych, 04:38.220 --> 04:40.860 którą w tym przypadku jest pakiet wielordzeniowy. 04:40.860 --> 04:43.200 A następnie umieszcza je w indywidualnym przedziale 04:43.200 --> 04:46.890 lub indywidualnym podprocesorze, którego potrzebuje do wykonania tej pracy. 04:46.890 --> 04:49.290 Taka jest idea pakietu wielordzeniowego. 04:49.290 --> 04:51.480 Większość z nas słyszała już o tym wcześniej, ponieważ 04:51.480 --> 04:52.650 w swoim systemie prawdopodobnie 04:52.650 --> 04:55.110 masz procesor wielordzeniowy. 04:55.110 --> 04:57.120 Prawdopodobnie masz procesor dwurdzeniowy, co 04:57.120 --> 04:59.790 oznacza, że masz dwa procesory w jednym układzie scalonym, lub masz 04:59.790 --> 05:01.230 procesor czterordzeniowy, co oznacza, 05:01.230 --> 05:02.730 że masz cztery procesory w jednym układzie 05:02.730 --> 05:03.960 scalonym. 05:03.960 --> 05:05.730 Lub masz procesor hexa, co oznacza, 05:05.730 --> 05:08.340 że masz sześć rdzeni w jednym chipie. 05:08.340 --> 05:09.840 Lub masz procesor Octa, co oznacza, 05:09.840 --> 05:12.300 że masz osiem rdzeni w jednym układzie. 05:12.300 --> 05:16.090 Na przykład, w moim komputerze stacjonarnym mam ośmiordzeniowy procesor, 05:16.090 --> 05:19.260 który jest jednym fizycznym układem, ale wewnątrz niego znajduje 05:19.260 --> 05:21.630 się osiem podprocesorów. 05:21.630 --> 05:23.370 Jest to więc procesor ośmiordzeniowy 05:23.370 --> 05:25.410 lub wielordzeniowy. 05:25.410 --> 05:27.240 Poza wielordzeniowością i hiperwątkowością, 05:27.240 --> 05:29.991 można też łączyć te dwie funkcje, więc każdy z tych 05:29.991 --> 05:32.846 procesorów w pakiecie, na przykład w moim systemie, 05:32.846 --> 05:34.560 ma ośmiordzeniowy rdzeń, który 05:34.560 --> 05:37.530 składa się z ośmiu procesorów. 05:37.530 --> 05:38.940 Wewnątrz tego jednego pakietu znajduje 05:38.940 --> 05:40.050 się osiem procesorów, a każdy 05:40.050 --> 05:41.730 z tych ośmiu procesorów może również obsługiwać 05:41.730 --> 05:43.710 hiperwątkowość. 05:43.710 --> 05:46.860 Oznacza to, że mam 16 wątków z ośmioma procesorami, co daje 05:46.860 --> 05:49.260 mi mnóstwo możliwości przetwarzania na tej 05:49.260 --> 05:50.850 konkretnej maszynie. 05:50.850 --> 05:53.250 W porządku, więc w tym momencie rozmawialiśmy o trzech 05:53.250 --> 05:56.010 z czterech rzeczy, które chcieliśmy omówić w tej lekcji. 05:56.010 --> 05:57.390 Mówiliśmy już o hiperwątkowości 05:57.390 --> 06:00.090 i jednoczesnej wielowątkowości, znanej jako SMT. 06:00.090 --> 06:02.460 Rozmawialiśmy o symetrycznym przetwarzaniu wieloprocesorowym 06:02.460 --> 06:04.830 lub posiadaniu wielu procesorów w gniazdach, a następnie 06:04.830 --> 06:07.530 rozmawialiśmy o idei procesorów wielordzeniowych, w których 06:07.530 --> 06:09.120 masz pojedynczy procesor, który ma w 06:09.120 --> 06:11.220 sobie wiele procesorów, niezależnie od tego, czy 06:11.220 --> 06:14.010 jest ich dwa, cztery, sześć czy osiem. 06:14.010 --> 06:17.400 Ostatnią rzeczą, o której musimy porozmawiać, jest wirtualizacja. 06:17.400 --> 06:20.490 Wirtualizacja jest kolejną cechą procesorów, ale tak naprawdę nie 06:20.490 --> 06:22.020 odnosi się do trzech, o których właśnie 06:22.020 --> 06:23.220 rozmawialiśmy. 06:23.220 --> 06:24.780 Trzy, o których właśnie rozmawialiśmy, 06:24.780 --> 06:27.300 dotyczyły tego, jak uzyskać większą wydajność z pojedynczego 06:27.300 --> 06:28.710 chipu lub wielu chipów. 06:28.710 --> 06:30.300 Ale kiedy mówimy o wirtualizacji, 06:30.300 --> 06:32.880 mówimy o możliwości emulowania sprzętu, 06:32.880 --> 06:35.730 który tak naprawdę nie istnieje. 06:35.730 --> 06:37.080 W rzeczywistości można 06:37.080 --> 06:39.450 to osiągnąć za pomocą technologii wirtualizacji 06:39.450 --> 06:42.330 Intela, znanej jako VT lub wirtualizacji AMD, 06:42.330 --> 06:44.700 znanej jako AMD-V. 06:44.700 --> 06:47.340 Obecnie oba te rozwiązania zapewniają rozszerzenia procesora 06:47.340 --> 06:49.710 do obsługi wirtualizacji, która jest określana jako 06:49.710 --> 06:52.050 wirtualizacja wspomagana sprzętowo. 06:52.050 --> 06:53.021 I to prawdopodobnie 06:53.021 --> 06:55.470 nasuwa pytanie, czym jest wirtualizacja? 06:55.470 --> 06:58.291 Cóż, wirtualizacja to zdolność komputera do 06:58.291 --> 07:01.560 udawania, że działa na wielu innych komputerach wewnątrz 07:01.560 --> 07:02.729 siebie. 07:02.729 --> 07:04.560 Teraz wygląda to tak, że mogę mieć 07:04.560 --> 07:07.140 jednego laptopa, takiego jak mój MacBook. 07:07.140 --> 07:11.700 A w tym MacBooku mam jeden system operacyjny, macOS. 07:11.700 --> 07:13.710 Teraz, gdybym chciał uruchomić system Windows lub Linux, 07:13.710 --> 07:15.600 musiałbym ponownie sformatować komputer i zainstalować 07:15.600 --> 07:16.920 to oprogramowanie. 07:16.920 --> 07:18.780 To byłoby naprawdę niewygodne. 07:18.780 --> 07:21.360 Ale dzięki wirtualizacji nie muszę tego robić. 07:21.360 --> 07:22.830 Zamiast tego mogę uruchomić 07:22.830 --> 07:26.340 program taki jak VMware, Virtualbox lub Parallels i wewnątrz 07:26.340 --> 07:27.840 tego oprogramowania mogę 07:27.840 --> 07:30.000 stworzyć wirtualny komputer. 07:30.000 --> 07:32.370 Mogę powiedzieć, że chcę mieć jeden procesor, 07:32.370 --> 07:34.950 dwa procesory lub cztery procesory. 07:34.950 --> 07:36.600 I mogę mu powiedzieć, ile pamięci chcę 07:36.600 --> 07:38.010 i ile pamięci masowej chcę. 07:38.010 --> 07:39.930 I stworzy ten wirtualny komputer, 07:39.930 --> 07:42.510 który istnieje tylko w oprogramowaniu. 07:42.510 --> 07:44.645 Teraz, gdy uruchamiam w nim nowy system operacyjny, 07:44.645 --> 07:48.660 taki jak Windows, mogę powiedzieć, że jest to procesor dwurdzeniowy. 07:48.660 --> 07:52.770 Posiada cztery gigabajty pamięci RAM i 50-gigabajtowy dysk twardy. 07:52.770 --> 07:54.750 Wszystko to istnieje tylko w oprogramowaniu. 07:54.750 --> 07:57.296 Ale kiedy instaluję system Windows na tej maszynie wirtualnej, 07:57.296 --> 07:59.670 system Windows myśli, że jest to pełny komputer. 07:59.670 --> 08:02.340 Uważa, że ma pełne dwa procesory, pełne cztery 08:02.340 --> 08:04.050 gigabajty pamięci i pełny 50-gigabajtowy 08:04.050 --> 08:06.270 dysk twardy. 08:06.270 --> 08:07.200 Windows myśli, że 08:07.200 --> 08:09.390 ma cały ten fizyczny sprzęt i właśnie na 08:09.390 --> 08:11.400 to pozwala nam wirtualizacja. 08:11.400 --> 08:13.659 Pozwala nam wirtualizować komputer 08:13.659 --> 08:15.600 i udostępniać wirtualny sprzęt 08:15.600 --> 08:17.293 oraz uruchamiać wiele systemów 08:17.293 --> 08:20.280 operacyjnych na jednym fizycznym hoście. 08:20.280 --> 08:23.100 Teraz, oprócz VT i AMD-V, istnieje również drugi poziom 08:23.100 --> 08:24.450 sprzętowej obsługi wirtualizacji, 08:24.450 --> 08:27.120 którego można szukać w niektórych nowoczesnych 08:27.120 --> 08:28.860 procesorach. 08:28.860 --> 08:31.800 W systemach Intel jest to znane jako EPT, czyli rozszerzona 08:31.800 --> 08:33.480 tabela stron. 08:33.480 --> 08:35.490 W przypadku procesorów AMD nazywa 08:35.490 --> 08:39.810 się to szybkim indeksowaniem wirtualizacji lub RVI. 08:39.810 --> 08:42.390 Oba te elementy są uważane za funkcje translacji adresów 08:42.390 --> 08:45.450 drugiego poziomu lub SLAT wirtualizacji oprogramowania, które 08:45.450 --> 08:48.060 są następnie oparte i obsługiwane przez procesor sprzętowy, 08:48.060 --> 08:50.430 aby umożliwić lepsze zarządzanie pamięcią wirtualną 08:50.430 --> 08:53.773 i zapewnić zwiększoną wydajność, jeśli chodzi o korzystanie z pamięci 08:53.773 --> 08:56.913 wewnątrz maszyny wirtualnej. 08:57.870 --> 09:00.150 Więcej o wirtualizacji będziemy mówić 09:00.150 --> 09:02.130 w osobnych lekcjach, ale na razie 09:02.130 --> 09:03.480 chcę tylko, abyś zrozumiał, 09:03.480 --> 09:06.660 że niektóre procesory mają taką możliwość w swoim zestawie 09:06.660 --> 09:08.250 procesorów, a procesory, które 09:08.250 --> 09:10.530 mają taką możliwość, takie jak te obsługujące 09:10.530 --> 09:16.470 VT firmy Intel lub AMD-V firmy AMD, zapewnią lepszą wydajność podczas wirtualizacji niż te, które jej 09:16.470 --> 09:19.260 nie obsługują. 09:19.260 --> 09:20.698 Jeśli więc zamierzasz zbudować 09:20.698 --> 09:22.710 maszynę i chcesz używać jej do wirtualizacji, 09:22.710 --> 09:24.060 na przykład serwera, na którym 09:24.060 --> 09:25.995 będzie działać wiele innych wirtualnych 09:25.995 --> 09:28.034 serwerów, upewnij się, że wybrane procesory 09:28.034 --> 09:31.710 mają VT lub AMD-V, aby mogły obsługiwać bezpośrednią sprzętową akcelerację 09:31.710 --> 09:34.170 wirtualizacji, ponieważ zapewni to znacznie lepsze 09:34.170 --> 09:37.433 wrażenia i znacznie lepszą wydajność niż w przypadku konieczności 09:37.433 --> 09:40.653 wirtualizacji oprogramowania.