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中央処理装置とは何ですか? カーネルとは何ですか

最近は最小限です 許容可能な標準多かれ少なかれ本格的なコンピューティング機器の完全なセットには、デュアルコア プロセッサが搭載されていると考えられます。 さらに、このパラメータは、モバイル コンピュータ デバイス、タブレット PC、および評判の高いスマートフォン コミュニケータにも関連します。 したがって、これらのカーネルがどのような種類のものであり、ユーザーがカーネルについて知ることがなぜ重要なのかを理解します。

本質をシンプルな言葉で

特に大量消費を目的とした最初のデュアルコア チップは 2005 年 5 月に登場しました。 この製品は Pentium D と呼ばれていました (正式には Pentium 4 シリーズに属していました)。 以前は、同様の構造ソリューションがサーバー上で使用されており、特定の目的のためにパーソナル コンピューターには組み込まれていませんでした。

一般に、プロセッサ自体 (マイクロプロセッサ、CPU、中央処理装置、中央処理装置、CPU) は、ナノテクノロジーを使用して数十億個の微細なトランジスタ、抵抗器、導体が適用された結晶です。 次に、金の接点がスプレーされ、「ペブル」がチップ本体に取り付けられ、これらすべてがチップセットに統合されます。

ここで、そのような結晶が 2 つ超小型回路内に設置されていると想像してください。 同じ基板上で相互接続され、単一のデバイスとして機能します。 これは 2 つの主要な議論の主題です。

もちろん、「小石」は 2 個に制限されません。 この記事の執筆時点では、ビデオ カードのコンピューティング リソースを考慮せずに、4 コアのチップを搭載した PC は強力であると考えられています。 AMD の努力のおかげで、サーバーはすでに 16 台ものサーバーを使用しています。

用語のニュアンス

通常、各ダイには独自の L1 キャッシュがあります。 ただし、共通の第 2 レベルのマイクロプロセッサがある場合でも、それは 1 つのマイクロプロセッサであり、2 つ (またはそれ以上) の独立したマイクロプロセッサではありません。

コアは、両方のレベルの独自のキャッシュを備えている場合にのみ、本格的な独立したプロセッサーと呼ぶことができます。 ただし、これは非常に強力なサーバーやあらゆる種類のスーパーコンピューター (科学者のお気に入りのおもちゃ) で使用する場合にのみ必要です。

ただし、Windows OS の「タスク マネージャー」または GNU/Linux の「システム モニター」では、カーネルを CPU として表示できます。 つまり、CPU 1 (CPU 1)、CPU 2 (CPU 2) などです。 このプログラムの義務はエンジニアリングやアーキテクチャのニュアンスを理解することではなく、各結晶の負荷をインタラクティブに表示することだけなので、誤解しないでください。

これは、まさにこの負荷、そして一般的には現象そのものの便宜性の問題にスムーズに進むことを意味します。

なぜこれが必要なのでしょうか?

1 つとは異なるコアの数は、主に実行されるタスクを並列化することを目的としています。

ラップトップの電源を入れて、World Wide Web 上のサイトを読んでいるとします。 最近の Web ページに異常な過負荷がかかるスクリプト (モバイル バージョンを除く) は、1 つのコアのみで処理されます。 何か悪いことによってブラウザがおかしくなった場合、負荷の 100% がそれにかかります。

2 番目のクリスタルは通常モードで動作し続けるため、この状況に対処できるようになります。少なくとも、「システム モニター」(またはターミナル エミュレーター) を開いて、おかしなプログラムを強制的に終了します。

ちなみに、どのソフトウェアが突然狂ったのか、どの「小石」がクーラーを必死に唸らせているのかを自分の目で確認できるのは「システムモニター」です。

一部のプログラムは、最初はマルチコア プロセッサ アーキテクチャ用に最適化されており、異なるデータ ストリームを異なるクリスタルに即座に送信します。 通常のアプリケーションは、「1 スレッド - 1 コア」の原則に従って処理されます。

つまり、複数のスレッドが同時に実行されている場合、パフォーマンスの向上が顕著になります。 そうですね、ほとんどすべてのオペレーティング システムはマルチタスクであるため、並列化のプラスの効果はほぼ常に現れます。

それをどうやって生きていくか

コンシューマ コンピューティング テクノロジに関して言えば、今日のシングルコア チップは主に、単純な電話機や小型メディア プレーヤーに搭載されている ARM プロセッサです。 このようなデバイスの優れたパフォーマンスは必要ありません。 最大でも、Opera Mini ブラウザ、ICQ クライアント、単純なゲーム、その他の気取らないアプリケーションを Java で起動できます。

前文で述べたように、他のものはすべて、最も安価なタブレットであっても、チップ内に少なくとも 2 つのクリスタルを搭載する必要があります。 こういったものを買ってください。 少なくとも、ほぼすべてのユーザー ソフトウェアが急速に肥大化し、ますます多くのシステム リソースを消費するため、電力予備量がまったく問題にならないという考慮事項に基づいています。

過去の出版物:

Linuxカーネル 1,300 万行を超えるコードが含まれており、世界最大のオープンソース プロジェクトの 1 つです。 では、Linux カーネルとは何で、何に使用されるのでしょうか?

コアが一番 低レベルコンピュータハードウェアと対話するソフトウェア。 これは、物理ハードウェアに至るまで、ユーザー空間で実行されているすべてのアプリケーションの相互作用を担当します。 また、サービスとして知られるプロセスが、IPC システムを使用して相互に情報を受信できるようにします。

カーネルの種類とバージョン

Linux カーネルが何であるかはすでにご存知ですが、カーネルにはどのような種類があるのでしょうか? カーネルを最初から作成する場合は、さまざまな方法とアーキテクチャ上の考慮事項があります。 ほとんどのカーネルは、モノリシック カーネル、マイクロカーネル、ハイブリッドの 3 つのタイプのいずれかになります。 Linux カーネルはモノリシック カーネルですが、Windows カーネルと OS X カーネルはハイブリッドです。 これら 3 種類のカーネルの概要を見てみましょう。

マイクロカーネル

マイクロカーネルは、CPU、メモリ、IPC など、本来の管理対象のみを管理するアプローチを実装しています。 コンピューター上の他のほとんどすべてのものはアクセサリとして扱われ、ユーザー モードで処理されます。 マイクロカーネルには移植性という利点があり、OS が互換性のある方法でハードウェアにアクセスしようとする限り、他のハードウェアや別のオペレーティング システムでも使用できます。

マイクロカーネルには非常に優れた機能もあります。 小さいサイズほとんどのプロセスは最小限の権限を持つユーザー モードで実行されるため、より安全です。

長所

  • 携帯性
  • 小さいサイズ
  • メモリ消費量が少ない
  • 安全性

マイナス

  • ドライバー経由でハードウェアにアクセス可能
  • ドライバーがユーザーモードで実行されるため、ハードウェアが遅くなります
  • プロセスは情報を受け取る順番を待つ必要があります
  • プロセスは待機せずに他のプロセスにアクセスできません

モノリシックコア

モノリシック カーネルは、プロセッサ、メモリ、IPC だけでなく、デバイス ドライバー、ファイル システム管理、I/O システムなども含むため、マイクロカーネルの反対です。 モノリシック カーネルでは、プログラムがメモリや別のプロセスから情報を取得する必要がある場合、キューで待機する必要がないため、ハードウェアへのアクセスが向上し、より優れたマルチタスクが可能になります。 ただし、多くの作業はスーパーユーザー モードで実行されるため、これによっていくつかの問題が発生する可能性があります。 また、これを誤って実行すると、システムに損害を与える可能性があります。

長所:

  • ハードウェアへのより直接的なアクセス
  • プロセス間のデータ交換が容易になる
  • プロセスの応答が速くなります

マイナス:

  • ビッグサイズ
  • 大量のRAMを消費する
  • 安全性が低い

ハイブリッドコア

ハイブリッド カーネルは、ユーザー モードで何を操作するか、カーネル空間で何を操作するかを選択できます。 多くの場合、デバイスドライバーと ファイルシステムはユーザー空間にあり、IPC とシステムコールはカーネル空間にあります。 このソリューションは両方の長所を取り入れていますが、OEM によるさらなる作業が必要です。 なぜなら、ドライバーに対するすべての責任はドライバーにあるからです。

長所

  • カーネル空間とユーザー空間で何が機能するかを選択する機能
  • モノリシックコアよりも小型
  • より柔軟に

マイナス

  • 動作が遅くなる可能性があります
  • デバイスドライバーはメーカーからリリースされています

カーネルファイルはどこに保存されますか?

Linux カーネルはどこにありますか? Ubuntu またはその他の Linux ディストリビューションのカーネル ファイルは /boot フォルダーにあり、vmlinuz バージョンと呼ばれます。 vmlinuz という名前は Unix 時代に由来しています。 60 年代には、カーネルは通常単に Unix と呼ばれていましたが、90 年代には Linux カーネルも Linux と呼ばれていました。

マルチタスクを容易にするために仮想メモリが開発されたとき、カーネルがこのテクノロジをサポートしていることを示すために、ファイル名の前に文字 vm が表示されました。 しばらくの間、カーネルは vmlinux と呼ばれていましたが、その後イメージはブート メモリに収まらなくなり、圧縮されました。 この後、zlib 圧縮が使用されたことを示すために、最後の文字 x が z に変更されました。 この特定の圧縮は常に使用されるわけではなく、LZMA または BZIP2 が使用される場合があるため、一部のカーネルは単に zImage と呼ばれます。

バージョン番号は、Linux カーネルのバージョン番号、バージョン番号、およびパッチまたは修正の 3 桁で構成されます。

/boot パッケージには、Linux カーネルだけでなく、initrd.img や system.map などのファイルも含まれています。 Initrd は、実際のカーネル ファイルをフェッチして実行する小さな仮想ディスクとして使用されます。 System.map ファイルは、カーネルがまだロードされていないときにメモリを管理するために使用され、構成ファイルは、ビルド時にカーネル イメージにどのカーネル モジュールが含まれるかを指定できます。

Linux カーネル アーキテクチャ

Linux カーネルはモノリシック構造であるため、他のタイプのカーネルよりも大きく、はるかに複雑です。 この設計機能は、Linux の初期に多くの論争を引き起こしましたが、モノリシック カーネルに固有の設計上の欠陥のいくつかを依然として抱えています。

しかし、これらの欠点を回避するために、Linux カーネル開発者は 1 つのことを実行しました。それは、実行時にロードできるカーネル モジュールです。 これは、カーネル コンポーネントをその場で追加および削除できることを意味します。 ハードウェア機能を追加するだけでなく、サーバー プロセスを実行したり、仮想化を有効にしたり、再起動せずにカーネルを完全に置き換えたりすることができます。

パッケージをインストールできることを想像してみてください Windows アップデート定期的に再起動する必要はありません。

カーネルモジュール

Windows に必要なドライバーがすべてデフォルトで用意されており、必要なドライバーのみを有効にできるとしたらどうなるでしょうか? これはまさに Linux カーネル モジュールが実装する原則です。 ローダブル モジュール (LKM) とも呼ばれるカーネル モジュールには、 重要すべての RAM を使い果たすことなく、すべてのハードウェアでカーネルの機能をサポートします。

このモジュールは、デバイス、ファイル システム、およびシステム コールのベース カーネルの機能を拡張します。 ロード可能なモジュールには .ko 拡張子が付いており、通常は /lib/modules/ ディレクトリに保存されます。 モジュール式の性質により、モジュールをインストールしてロードすることでカーネルを非常に簡単にカスタマイズできます。 モジュールの自動ロードまたはアンロードは、構成ファイルで構成することも、特別なコマンドを使用してオンザフライでアンロードおよびロードすることもできます。

サードパーティの独自のクローズドソース モジュールは、Ubuntu などの一部のディストリビューションで利用できますが、デフォルトでは同梱されていないため、手動でインストールする必要があります。 たとえば、NVIDIA ビデオ ドライバーの開発者はソース コードを提供せず、独自のモジュールを .ko 形式でコンパイルしました。 これらのモジュールは無料であるように見えますが、無料ではありません。 そのため、これらはデフォルトで多くのディストリビューションに含まれていません。 開発者は、独自のソフトウェアでカーネルを汚染する必要はないと信じています。

これで、Linux カーネルとは何かという質問の答えに近づいたことになります。 コアは魔法ではありません。 あらゆるコンピュータの操作に非常に必要です。 Linux カーネルは、すべてのドライバーが含まれており、すぐにサポートされる多くの機能を実行するため、OS X や Windows とは異なります。 これで、自分がどのように機能するかについてもう少し詳しくわかりました。 ソフトウェアそしてこれにどのようなファイルが使用されるのか。

生物の細胞生物学では、核（核、コア）を持たない原核生物を研究します。 核の存在を特徴とする生物はどれですか? 核は中央細胞小器官です。

連絡中

重要！細胞核の主な機能は、遺伝情報の保存と伝達です。

構造

核心とは何でしょうか？ 核はどの部分から構成されていますか? 以下にリストされているコンポーネント の一部です芯：

  • 核膜。
  • 核質;
  • カリオマトリックス。
  • クロマチン。
  • ヌクレオール。

核膜

カリオレンマ 2つの層で構成されています- 外部と内部、核周囲の空洞によって分離されています。 外膜は粗面小胞体と連絡しています。 株式会社 インナーシェル核物質ベースの線維状タンパク質が付着しています。 膜の間には、同様の電荷を持つイオン化した有機分子の相互反発によって形成される核周囲の空洞があります。

核核は、タンパク質分子によって形成された孔である開口部のシステムによって貫通されています。 それらを通じて、タンパク質合成が起こる構造であるリボソームとメッセンジャー RNA が細胞質小胞体に侵入します。

膜間孔は細管で満たされています。 それらの壁は、特定のタンパク質であるヌクレオポリンによって形成されます。 穴の直径により、細胞質と核の内容物が小分子を交換できるようになります。 核酸および高分子量タンパク質は、細胞のある部分から別の部分に独立して流れることができません。 この目的のために、特別な輸送タンパク質があり、その活性化にはエネルギーコストがかかります。

高分子量化合物 毛穴を通って移動するカリオフェリンの助けを借りて。 細胞質から核へ物質を輸送するものはインポーチンと呼ばれます。 に旅行する 逆方向輸出を行う。 RNA分子は核のどの部分に位置していますか? 彼女は独房中を旅します。

重要！高分子物質は、単独ではコアからコアへ、あるいはコアから細孔を通過することができません。

核質

核質に代表される- 2層のシェルの内側にあるゲル状の塊。 pH > 7 の細胞質とは異なり、核内部の環境は酸性です。 核質を構成する主な物質は、ヌクレオチド、タンパク質、カチオン、RNA、H2O です。

カリオマトリックス

コアを構成するコンポーネントは何ですか? それは三次元構造の線維状タンパク質、つまりラミンによって形成されます。 機械的ストレスによるオルガノイドの変形を防ぐ骨格の役割を果たします。

クロマチン

これ 主物質、染色体のセットによって表され、その一部は活性化状態にあります。 残りは圧縮されたブロックに詰められます。 それらの開口部は分裂中に起こります。 私たちが DNA として知っている分子は核のどの部分に含まれていますか? DNA 分子の一部である遺伝子で構成されています。 それらには、遺伝的特徴を新しい世代の細胞に伝える情報が含まれています。 したがって、核のこの部分には DNA 分子が含まれています。

生物学では区別します 次の種類のクロマチン:

  • ユークロマチン。 糸状の、螺旋状になっていない、非染色の形成として現れます。 それは、細胞分裂周期の間の休止期の核に存在します。
  • ヘテロクロマチン。 染色体の非活性化螺旋状で染色されやすい領域。

ヌクレオール

核小体は、核を構成する最も圧縮された構造です。 主に丸い形をしていますが、白血球のように分節した形もあります。 一部の生物の細胞核には核小体がありません。 他のコアにはそれらが複数存在する場合があります。 核小体の物質は、リボソームのサブユニットである顆粒と、RNA分子であるフィブリルで表されます。

核小体：構造と機能

ヌクレオールは次のように表されます。 構造タイプ:

  • 網状。 ほとんどの細胞に典型的です。 圧縮されたフィブリルと顆粒が高濃度で含まれているのが特徴です。
  • コンパクト。 多数の原線維の蓄積が特徴です。 分裂中の細胞に見られます。
  • 環状。 リンパ球と結合組織細胞の特徴。
  • 残留。 分裂プロセスが起こらない細胞に蔓延します。
  • 別れた。 核小体のすべての成分が分離されており、可塑性の作用は不可能です。

機能

カーネルはどのような機能を実行しますか? 核の特徴は、次の責任:

  • 遺伝的特徴の伝達。
  • 再生;
  • プログラムされた死。

遺伝情報の保管

遺伝暗号は染色体に保存されています。 形も大きさも異なります。 個人 他の種類染色体の数が異なります。 特定の種の遺伝情報の宝庫に特徴的な特徴の複合体は、核型と呼ばれます。

重要！核型は、特定の種の生物の染色体組成に特徴的な一連の特性です。

染色体には一倍体、二倍体、倍数体のセットがあります。

人間の体の細胞には 23 種類の染色体が含まれています。 卵子と精子には一倍体、つまり 1 つのセットが含まれています。 受精中に、両方の細胞の貯蔵物が結合して、二倍体セットを形成します。 栽培植物の細胞は三倍体または四倍体核型を持っています。

遺伝情報の保管

遺伝的特徴の伝達

核内ではどのような重要なプロセスが起こっていますか? 情報を読み取る過程で遺伝子コードが伝達され、その結果メッセンジャー（メッセンジャー）RNAが形成されます。 エクスポルチンは、核細孔を通ってリボ核酸を細胞質に排出します。 リボソームは遺伝暗号を使用して合成します 体に必要なタンパク質。

重要！タンパク質合成は、メッセンジャー RNA によって伝達されるコード化された遺伝情報に基づいて細胞質リボソームで行われます。

再生

原核生物は単純に繁殖します。 細菌は単一の DNA 分子を持っています。 分裂の過程で 彼女は自分自身をコピーします細胞膜に付着します。 膜は 2 つの接合部の間で成長し、2 つの新しい生物が形成されます。

真核生物には、無糸分裂、有糸分裂、減数分裂:

  • 無糸分裂。 核分裂は細胞の断片化なしに起こります。 二核細胞が形成されます。 次の分裂中に、多核形成が現れることがあります。 そのような生殖を特徴とする生物は何ですか? 老化した、生存能力のなくなった腫瘍細胞は、この影響を受けやすくなります。 場合によっては、正常細胞を形成するための無糸分裂が角膜、肝臓、軟骨組織、さらには一部の植物の組織でも起こります。
  • 有糸分裂。 この場合、核分裂はその破壊から始まります。 切断紡錘体が形成され、その助けを借りて、対になった染色体が細胞の異なる端に分離されます。 遺伝キャリアの複製が起こり、その後 2 つの核が形成されます。 この後、紡錘体が解体され、核膜が形成され、1つの細胞が2つに分割されます。
  • 減数分裂。 分岐した染色体の重複なしに核分裂が起こる複雑なプロセス。 生殖細胞の形成の特徴 - 半数体の遺伝保因者のセットを持つ配偶子。

プログラムされた破滅

遺伝情報は細胞の寿命を規定し、割り当てられた時間が経過すると、アポトーシス（ギリシャ語で落葉）のプロセスが引き起こされます。 クロマチンが凝縮し、核膜が破壊されます。 細胞は細胞膜に限定された断片に崩壊します。 アポトーシス小体は、炎症の段階を回避して、マクロファージまたは隣接する細胞によって吸収されます。

わかりやすくするために、コアの構造とその部品によって実行される機能を表に示します。

コア要素 構造的特徴 実行される機能
シェル 二層膜 核と細胞質の内容物を区別する
毛穴 殻の穴 RNAのエクスポート - インポート
核質 ゲル状の粘稠度 生化学的変換のための培地
カリオマトリックス 線維状タンパク質 サポート構造、変形から保護
クロマチン ユークロマチン、ヘテロクロマチン 遺伝情報の保管
核小体 フィブリルと顆粒 リボソームの生産

外観

形状は膜の構成によって決まります。 次の種類のカーネルが注目されます。

  • ラウンド。 最も一般的なものです。 たとえば、リンパ球の大部分は核によって占められています。
  • 細長い。 馬蹄形の核は未熟な好中球に見られます。
  • セグメント化されています。 シェル内にパーティションが形成されます。 成熟好中球などでは、互いに結合したセグメントが形成されます。
  • 分岐した。 節足動物の細胞の核に存在します。

コア数

実行する機能に応じて、Cella には 1 つ以上のコアがある場合と、まったくコアがない場合があります。 次の種類の細胞が区別されます。

  • 非核。 高等動物の血液の形成成分は赤血球であり、血小板は重要な物質の運搬体です。 ヘモグロビンまたはフィブリノーゲンのためのスペースを作るため 骨髄これらの元素を核を含まずに生成します。 プログラムされた時間が経過した後、それらは分裂して消滅することはできません。
  • シングルコア。 これは、生物のほとんどの細胞に当てはまります。
  • 二核。 肝臓肝細胞は、解毒と生成という二重の機能を実行します。 ヘモグロビンの生成に必要なヘムが合成されます。 これらの目的には、2 つのコアが必要です。
  • マルチコア。 筋筋細胞は膨大な量の仕事をしますが、それを遂行するには追加の核が必要です。 同じ理由で、被子植物の細胞は多核です。

染色体の病理

多くの病気は、染色体構成の乱れに関連する障害の結果として生じます。 最もよく知られている複合症状は次のとおりです。

  • 下。 21 番目の染色体の余分な存在 (トリソミー) によって引き起こされます。
  • エドワーズ。 余分な 18 番目の染色体が存在します。
  • パタウ。 13トリソミー。
  • ターナー。 X染色体が欠損しています。
  • クラインフェルター。 余分な X または Y 染色体が特徴です。

機能不全によって引き起こされる病気 コンポーネント核は必ずしも染色体異常と関連しているわけではありません。 個々の核タンパク質に影響を与える変異は、次の病気を引き起こします。

  • ラミノパチー。 早期老化によって現れます。
  • 自己免疫疾患。 エリテマトーデスは結合組織組織のびまん性病変です。 多発性硬化症- 神経のミエリン鞘の破壊。

重要！染色体異常は重篤な病気を引き起こします。

コア構造

絵で見る生物学: 核の構造と機能

結論

細胞核は複雑な構造を持ち、重要な機能を果たし、遺伝情報の保管庫および伝達物質であり、タンパク質の合成と細胞分裂のプロセスを制御します。 染色体異常は重篤な病気の原因となります。

こんにちは、親愛なる訪問者。 今日は、プロセッサーコアとは何か、そしてプロセッサーコアがどのような機能を実行するかについて説明します。 私たちはすぐに言いたいのですが、すべてのテクノロジーオタクが対処できるわけではないジャングルに入るつもりはありません。 すべてがアクセスしやすく、わかりやすく、リラックスできるので、サンドイッチを手に取ってください。

まず、プロセッサーがコンピューターの中心モジュールであり、すべての数学的計算、論理演算、データ処理を担当するという事実から始めたいと思います。 実際、奇妙なことに、そのすべての力はコアに集中しています。 それらの量は、受信した情報の処理の速度、強度、および品質を決定します。 したがって、コンポーネントを詳しく見てみましょう。

CPUコアの主な特徴

コアはプロセッサの物理要素であり (論理コアと混同しないでください)、システム全体のパフォーマンスに影響を与えます。

各製品は特定のアーキテクチャに基づいて構築されており、製造されたチップのラインに固有の一連の特性と機能を示しています。

主要 特徴的な機能–、つまり チップの製造に使用されるトランジスタのサイズ。 インジケーターはナノメートル単位で測定されます。 CPU の基礎となるのはトランジスタです。シリコン基板上にトランジスタが多く配置されるほど、チップの特定のインスタンスがより強力になります。

たとえば、Intel の 2 つのデバイス モデル、Core i7 2600k と Core i7 7700k を考えてみましょう。 どちらもプロセッサーに 4 つのコアを備えていますが、プロセス テクノロジは大きく異なります。同じダイ面積で、それぞれ 32 nm と 14 nm です。 これは何に影響しますか? 後者は次の指標を示します。

  • 基本周波数 – より高い。
  • 熱放出 - 低下。
  • 実行可能な命令セットの幅が広がります。
  • 最大メモリ帯域幅 - より大きい。
  • サポート もっと機能。

つまり、技術プロセスの削減＝生産性の向上です。 これは公理です。

カーネル関数

中央プロセッサ コアは、主に 2 種類のタスクを実行します。

  • システム内。
  • カスタム。

2 つ目は、ソフトウェア環境を使用したアプリケーション サポート機能です。 実際、アプリケーション プログラミングは、実行するタスクを CPU にロードするように正確に設計されています。 開発者の目標は、特定のプロシージャの実行の優先順位を設定することです。

最新のオペレーティング システムでは、すべてのプロセッサ コアをインテリジェントに使用できるため、システムの生産性が最大限に高まります。 このことから、平凡だが論理的な事実に注目する価値があります。プロセッサ上の物理コアが多いほど、PC はより高速かつ安定して動作します。

すべてのコアが動作できるようにする方法

最大のパフォーマンスを追求するユーザーの中には、CPU の処理能力をすべて使いたいと考える人もいます。 これを行うにはいくつかの方法があり、個別に使用することも、いくつかのポイントを組み合わせて使用​​することもできます。

  • 隠された未使用のコアのロックを解除します (すべてのプロセッサに適しているわけではありません。インターネットで手順を詳しく調べ、モデルを確認する必要があります)。
  • 短期間周波数を増加させるモードのアクティブ化。
  • プロセッサーの手動オーバークロック。

すべてのアクティブなカーネルを一度に起動する最も簡単な方法は次のとおりです。

  • 対応するボタンで [スタート] メニューを開きます。
  • 検索バーにコマンド「msconfig.exe」を入力します (引用符なしでのみ)。
  • 「追加パラメータ」項目を開き、行の反対側のチェックボックスをオンにした後、「プロセッサ数」列に必要な値を設定します。

Windows 10 ですべてのコアを有効にする方法は?

これで、Windows が起動すると、すべてのコンピューティング物理コアが同時に動作します (スレッドと混同しないでください)。

古い AMD プロセッサの所有者向け

以下の情報は、古い AMD プロセッサの所有者にとって役立ちます。 まだ次のチップを使用している場合は、嬉しい驚きを感じるでしょう。
追加コアのロックを解除するテクノロジーは、ACC (Advanced Clock Calibration) と呼ばれます。 次のチップセットでサポートされています。
追加のカーネルを開くことができるユーティリティは、メーカーごとに呼び方が異なります。
この簡単な方法で、2 コア システムを 4 コア システムに変えることができます。 ほとんどの人はこのことさえ知りませんでしたよね？ 無料で生産性向上に貢献できれば幸いです。

この記事では、コアとは何か、それが何で構成され、どのような機能を実行し、どのような可能性があるのか​​をできるだけ詳しく説明しようとしました。

以下の教育プログラムでは、さらに多くの興味深いことがあなたを待っていますが、したがって重要なものではありません。 バイバイ。

おそらく、コンピュータの知識がほとんどないすべてのユーザーは、中央プロセッサを選択するときに、技術的なプロセス、キャッシュ、ソケットなどの理解できない特性の束に遭遇したことがあります。 私はコンピュータハードウェアに関して有能な友人や知人にアドバイスを求めました。 プロセッサーはさまざまなパラメータを見てみましょう。 最も重要な部分お使いの PC を理解し、その特性を理解することで、購入や今後の使用に自信が持てるようになります。

CPU

CPU パソコンデータを使用してあらゆる操作を実行し、周辺デバイスを制御するチップです。 ダイと呼ばれる特殊なシリコンパッケージに収められています。 短い指定には、省略形を使用します - CPU (CPU） または CPU(英語の Central Processing Unit - 中央処理装置から)。 の上 現代の市場コンピューターのコンポーネントに関しては競合する 2 つの企業があり、 インテルとAMD、新しいプロセッサのパフォーマンス競争に常に参加し、技術プロセスを常に改善しています。

技術的なプロセス

技術的なプロセスプロセッサの生産に使用されるサイズです。 トランジスタのサイズを決定するもので、単位はnm（ナノメートル）です。 トランジスタは、CPU の内部コアを形成します。 要するに、製造技術の継続的な改善により、これらのコンポーネントのサイズを縮小することが可能になるということです。 その結果、プロセッサ チップ上にはさらに多くのものが配置されます。 これは CPU のパフォーマンスの向上に役立つため、そのパラメータは常に使用されているテクノロジを示します。 たとえば、Intel Core i5-760 は 45 nm プロセス テクノロジを使用して製造され、Intel Core i5-2500K は 32 nm プロセスを使用して製造されています。この情報に基づいて、プロセッサがどの程度最新で、どの程度優れているかを判断できます。パフォーマンスは以前のものと変わりませんが、選択する際には、他の多くのパラメータも考慮する必要があります。

建築

プロセッサは、アーキテクチャなどの特性によっても特徴付けられます。これは、通常、長年にわたって製造される、プロセッサ ファミリ全体に固有の一連のプロパティです。 言い換えれば、建築とは彼らの組織、あるいは 内部構造 CPU。

コア数

芯- 中央処理装置の最も重要な要素。 これは、1 つの命令スレッドを実行できるプロセッサーの一部です。 コアは、キャッシュ メモリ サイズ、バス周波数、製造テクノロジなどによって異なります。メーカーは、後続の技術プロセスごとにコアに新しい名前を割り当てます (たとえば、AMD プロセッサ コアは Zambezi、Intel は Lynnfield)。 プロセッサの製造技術の発展により、1 つのケースに複数のコアを配置できるようになりました。これにより、CPU パフォーマンスが大幅に向上し、複数のタスクを同時に実行したり、プログラムで複数のコアを使用したりできます。 マルチコアプロセッサアーカイブ、ビデオのデコード、最新のビデオ ゲームの操作などに迅速に対応できるようになります。 たとえば、定規 コアプロセッサ Intel の 2 Duo と Core 2 Quad は、それぞれデュアルコアとクアッドコア CPU を使用します。 の上 この瞬間 2、3、4、および 6 コアのプロセッサが広く入手可能です。 それらの多くはサーバー ソリューションで使用されており、平均的な PC ユーザーには必要ありません。

頻度

コアの数に加えて、パフォーマンスは次の影響を受けます。 クロック周波数。 この特性の値は、CPU のパフォーマンスを 1 秒あたりのクロック サイクル (オペレーション) 数で反映します。 もう一つの重要な特徴は、 バス周波数(FSB - フロント サイド バス) プロセッサとコンピュータ周辺機器の間でデータが交換される速度を示します。 クロック周波数はバス周波数に比例します。

ソケット

将来のプロセッサをアップグレードするときに既存のマザーボードと互換性を持たせるためには、そのソケットを知る必要があります。 ソケットが呼び出されます コネクタ、CPUが搭載されている マザーボードコンピューター。 ソケットタイプは脚の数とプロセッサメーカーによって特徴が異なります。 異なるソケットは特定の種類の CPU に対応するため、各ソケットに特定の種類のプロセッサをインストールできます。 Intel は LGA1156、LGA1366、および LGA1155 ソケットを使用しますが、AMD は AM2+ および AM3 を使用します。

キャッシュ

キャッシュ- アクセス速度が遅いメモリ (RAM) に永続的に配置されているデータへのアクセスを高速化するために必要な、アクセス速度が非常に速いメモリの量。 プロセッサを選択するときは、キャッシュ サイズを増やすと、ほとんどのアプリケーションのパフォーマンスにプラスの影響があることに注意してください。 CPU キャッシュには 3 つのレベルがあります ( L1、L2、L3)、プロセッサ コア上に直接配置されます。 RAM からのデータが含まれています。 高速処理。 マルチコア CPU の場合、1 つのコアの 1 次キャッシュ メモリの量が示されていることも考慮する価値があります。 L2 キャッシュは同様の機能を実行しますが、速度が遅く、サイズが大きくなります。 リソースを大量に消費するタスクにプロセッサを使用する予定がある場合は、マルチコア プロセッサの L2 キャッシュの合計サイズが示されているため、大規模な 2 次キャッシュを備えたモデルが推奨されます。 AMD Phenom、AMD Phenom II、Intel Core i3、Intel Core i5、Intel Core i7、Intel Xeon などの最も強力なプロセッサには、L3 キャッシュが搭載されています。 第 3 レベルのキャッシュは最も高速ではありませんが、30 MB に達する可能性があります。

エネルギー消費

プロセッサの消費電力は、その製造技術と密接に関係しています。 技術プロセスがナノメートル単位で微細化し、トランジスタの数が増加し、プロセッサのクロック周波数が増加すると、CPU の消費電力が増加します。 たとえば、プロセッサ コアライン Intel の i7 は最大 130 ワット以上を必要とします。 コアに供給される電圧は、プロセッサの消費電力を明確に特徴づけます。 このパラメータは、マルチメディア センターとして使用する CPU を選択する場合に特に重要です。 で 現代のモデルプロセッサーは、過剰な電力消費に対抗するさまざまなテクノロジーを使用しています。たとえば、内蔵温度センサー、プロセッサー・コアの電圧と周波数の自動制御システム、低 CPU 負荷のための省エネモードなどです。

追加機能

最新のプロセッサは、2 チャネル モードおよび 3 チャネル モードで動作する機能を獲得しています。 ラム、パフォーマンスに大きな影響を与えるだけでなく、より大規模な命令セットもサポートされるため、機能が向上します。 新しいレベル。 テクノロジーのおかげで、GPU が独自にビデオを処理し、CPU の負荷を軽減します。 DXVA(英語の DirectX ビデオ アクセラレーション - DirectX コンポーネントによるビデオ アクセラレーションから)。 インテルは上記のテクノロジーを使用しています ターボブースト中央プロセッサのクロック周波数を動的に変更します。 テクノロジー スピードステッププロセッサのアクティビティに応じて CPU の電力消費を管理し、 インテル仮想化テクノロジーハードウェアは複数のデバイスを使用するための仮想環境を作成します。 オペレーティングシステム。 また、最新のプロセッサはテクノロジーを使用して仮想コアに分割できます。 ハイパースレッディング。 たとえば、デュアルコア プロセッサは 1 つのコアのクロック速度を 2 つに分割することができ、4 つの仮想コアを使用して高い処理パフォーマンスを実現します。

将来の PC の構成を考えるときは、ビデオ カードとそのビデオ カードのことを忘れないでください。 GPU(英語の Graphics Processing Unit - グラフィック処理装置から) - レンダリング (幾何学的オブジェクト、物理オブジェクトなどの算術演算) を担当するビデオ カードのプロセッサ。 コアの周波数とメモリの周波数が高いほど、中央プロセッサの負荷は少なくなります。 ゲーマーは GPU に特に注意を払う必要があります。