Dual Core או Quad Core – האמת על מעבדים מרובי ליבות

מליבה אחת לשתיים וכעת לארבע. האם בכלל יש משמעות מיוחדת למספר הליבות או שמדובר יותר בגימיק מצויין לקידום מכירות?

מקור: flickr, cc-by-doctorserone

מקור: flickr, cc-by-doctorserone

הגודל לא תמיד קובע: יצרניות הסלולר אוהבות להתגאות במספר הליבות המככבות במכשירי הדגל המיוצרים על ידיהן, אך המצב בפועל מראה כי ברוב המקרים, מדובר בדרישה צרכנית למספרים גדולים, אשר לא בהכרח מספקים ביצועים טובים יותר בהשוואה למעבדים מתחרים בעלי מספר ליבות נמוך.

מה זה ARM וכיצד קשור למעבדים השונים?

הכל מתחיל בחברה בריטית בשם ARM, אשר פיתחה יחידת עיבוד מרכזית (CPU) המעוצבת בצורה שצורכת פחות אנרגיה ודומה בביצועיה לאלו של CPU במחשב שולחני רגיל, אם כי יש הבדל מהותי בין מעבדים במחשב שולחני לבין מעבדים הנמצאים בסמארטפונים, זאת בשל העובדה שישנו מרחב עבודה גדול במחשבים שולחניים, בו היצרניות יכולות להתקין רכיבים כמו GPU, זיכרון ויציאות שונות כמו USB על לוח האם של המחשב השולחני, אשר ביחד מבצעים משימות ייעודיות. מאחר שבטלפונים סלולריים אין הרבה שטח עבודה זמין, עיצוב המעבד משלב את כל הפיצ’רים והתכונות הללו בלוח קטן אחד, הנקרא בשפה המקצועית System On a Chip או SoC.

חברות כמו אפל, קוואלקום, סמסונג, סוני, HTC ודומיהן עושות שימוש בטכנולוגיה שפיתחה ARM לעיצוב SoC המותאם אישית לצרכי כל אחת מהחברות, מוסיפות את הטאץ’ האישי שלהן וקוראות לו בשמות שונים: לקוואלקום יש את Snapdragon, לסמסונג יש את Exynos ול-NVidia יש את Tegra, אך למעשה כל המעבדים הללו על שלל שמותיהם מבוססים על אותה יחידת עיבוד מרכזית שפותחה על ידי ARM.

ההבדל האמיתי בין ליבה אחת לכפולה

מקור: flickr, cc-by-alexanderdrachmann

מקור: flickr, cc-by-alexanderdrachmann

כאשר אנו מדברים על מעבד בהקשר של מספר הליבות הפועלות בו, אנו למעשה מתייחסים אל מספר הליבות של ה-CPU. לצורך הפשטת ההסבר ניקח דוגמא של שתי קבוצות של אנשים. משימה מסויימת המוטלת על אדם אחד המסוגל לבצע אותה ב-5 דקות לעומת אותה העבודה המוטלת על שני אנשים המסוגלים לבצע אותה בזמן של 5 דקות יחדיו. החיבור לא מבטיח לשני האנשים הספק עבודה כפול מהאדם הבודד, כי העבודה תלויה במידה רבה בסוג העבודה עצמה, תאימות העבודה לשני אנשים או לאיש אחד, האינטגרציה בין שני האנשים לבין עצמם ולגורמים סביבתיים נוספים.

בכל זאת, סביר להניח שהספק העבודה יגדל במידה מסויימת כאשר הוא יבוצע על ידי שני אנשים, כי משמעות הדבר במקרה הזה היא שהעייפות תהווה פקטור משמעותי לאורך זמן. כאן מתבטא היתרון של ריבוי ידיים בקבוצת עבודה מאשר אותה המשימה המוטלת על אדם אחד – ניתן להשוות זאת להתחממות המעבד המשפיעה על אורך החיים שלו.

אם נחליט ללכת אל הצד הטכני של העניין, נניח שקיימת משימה כלשהי אשר צריכה לרוץ דרך כל אחד מהמעבדים בנפרד. ההנחה הרווחת והשגויה היא כי המעבד בעל שתי הליבות יספק ביצועים כפולים בהשוואה למעבד בעל ליבה יחידה, כי משמעות המושג ליבה כפולה בעיני רוב המשתמשים פירושו בביצועים כפולים. מעבד כפול ליבה מגביר אמנם משמעותית את הביצועים, אך לא פי 2.

למעבדים מרובי ליבות יש יתרון מסויים על מעבדים בעלי ליבה אחת, מפני שמשאבי המערכת משותפים ומקלים על חלוקת ביצוע המשימות בין הליבות, הם מאפשרים ביצוע מקבילי של משימות. כתוצאה מכך, רמת הספק הביצועים במערכת גדלה בהשוואה למערכת בעלת מעבד עם ליבה אחת. עם זאת, הביצועים לא נמצאים ביחס ישר להגדלת מספר הליבות.

ישנה תשואה פוחתת של הספק ביצוע כולל המתווסף למערכת עם הוספת ליבות למעבד. הסיבה לכך היא התקורה הדרושה בכדי להפיץ את ההוראות בין הליבות השונות ועיכובים נוספים הקשורים לשיתוף משאבי המערכת (כמו זיכרון, I/O, Bus וכו’). בנוסף לזאת, כאשר חישוב המתבצע במעבד אחד תלוי בתוצאה המתקבלת מחישוב המבוצע במעבד השני, הניצול של יכולות עיבוד מקבילות אינו ממונף באופן מלא. בכל זאת, ריבוי ליבות כן מהווה יתרון ביכולת העיבוד ובביצועים בהשוואה אל מעבד בעל ליבה אחת.

נשמע יותר טוב, קל לתפיסה והשוואה

מנכ"ל קוואלקום ישראל, אייל בר-דוד

מנכ”ל קוואלקום ישראל, אייל בר-דוד. “המעבר ל-Quad Core הוא חד משמעית דרישה של הלקוחות”

מעבדים מרובעי ליבות עשו את דרכם לאחרונה לתוך כמה מכשירים פופולאריים בשוק, כגון טאבלט הנקסוס 7, סמארטפון הגלקסי S3 של סמסונג וטאבלט ה-Surface של מיקרוסופט. התהייה העולה מהחדירה המהירה של מעבדים מרובעי ליבה יחסית למעבדים בעלי ליבה כפולה לשוק, היא האם מדובר בצורך של ממש, או שמא טריק שיווקי להגברת המכירות.

על תהייה זו טוענת יצרנית הצ’יפים קוואלקום, כי השימוש במעבדים מרובעי ליבה הוא כרגע לא נחוץ ברוב המקרים, וכי מעבדים בעלי ליבה כפולה מספיקים על מנת להעניק מספיק כוח וביצועים לרוב המכשירים הניידים בשוק. החברה, אשר שבב ה-Snapdragon S4 Pro מרובע הליבות מגיע במכשירי הדגל של LG, ה-Optimus G והנקסוס 4 של גוגל, הגיעה באיחור קל אל סצנת המעבדים מרובעי הליבה. מתחרותיה העיקריות, NVidia המייצרת את מעבד ה-Tegra וסמסונג המשווקת את מעבד ה-Exynos במכשיריה הגיעו איתם לשוק הרבה לפני קוואלקום, כאשר היא מצידה הייתה עסוקה במיתוג מעבד ה-Snapdragon S4 מתוצרתה, בעל ליבה כפולה בלבד.

אייל בר דוד, מנכ”ל קוואלקום ישראל, העלה בריאיון לניוזגיק גם הוא טענה דומה: “אחד מהשיקולים המשמעותיים ביותר שהובילו להוצאת מעבד Quad Core הוא דרישה של הלקוחות, חד משמעית. האם מהבחינה ההנדסית בהינתן האופטימיזציות שעשינו ב-ARM, היה צריך Quad Core? אומרים אצלנו שלא, שמעבד Dual Core עושה את העבודה מספיק טוב. אך בעתיד, העולם כולו ילך אל Quad Core, השאלה היא מתי. מעבדי Dual Core שלנו עובדים הרבה יותר טוב מ-Quad Core של מתחרים אחרים בתחומים מסויימים של Benchmark, השאלה היא מה בדיוק אתה רוצה להשיג עם ה-Quad Core  שלך. אם אתה מחפש אפליקציות סבירות בטלפון שמעבירות מידע, או שברצונכם לענות לשיחה נכנסת ולצלם באותו הזמן, תוך שיש לך איזה כונן USB שאתה רוצה להעביר אליו מידע, הרבה מאוד מעבדי Quad Core של המתחרים לא יעשו זאת יותר טוב מה-Dual Core שלנו. מכיוון שביצענו בו אופטימזציות מתאימות לצרכים של הטלפונים הסלולריים כיום”.

גם Sy Choudry, מנהל מוצר בקוואלקום העולמית, אומר כי ההגעה המאוחרת שלהם לשוק הייתה החלטה עסקית מכוונת מראש: “היינו יכולים להשיק גירסא מרובעת ליבות של מעבד ה-Snapdragon S4 עוד לפני הגירסא כפולת הליבה של המעבד, אך המציאות המבוססת על עומסי העבודה של 95 אחוזים מהמשתמשים ואפילו להרבה משתמשים כבדים, הליבה הכפולה טובה מספיק, ואפילו יותר מכך. אם היינו יכולים לאפיין את רוב האנשים המשתמשים בסמארטפונים, היינו מקבלים כי הניצול במרבית המקרים הוא עד שתי ליבות ולא יותר.”

את טענה זו ניתן לאשש על ידי העובדה כי מכשיר האייפון 5 אשר רץ על מעבד כפול ליבה נמכר בהמוניו ואין שום טענה באוויר המכוונת למספר הליבות במכשיר. אפל הוכיחה כי עם תכנות נכון של מערכת הפעלה, שימוש בשני מעבדים הוא יותר ממספיק בכדי ליצור חוויית משתמש טובה מספיק גם למשתמשים התובעניים ביותר. בעתיד, יכול להיות שהמצב ישתנה וניצול המעבדים במרבית המקרים יגדל ל-4, אך נכון להיום, זה בעיקר מספר שנוח יותר לשווק עימו מכשירים חדשים.

לא תמיד המפרט הוא זה שקובע, אייפון 5 כפול ליבה מול גלקסי S3 בעל ליבה מרובעת

לא תמיד המפרט הוא זה שקובע, סמסונג גלקסי S3 עם מעבד בעל ליבה מרובעת מול אייפון 5 עם מעבד כפול ליבה

אבישי בר

מנהל מוצר. מפתח Web ו-React Native, חולה גאדג'טים, הולך נגד הזרם ואוהב את כל מה שקשור לגוגל, לאנדרואיד ולקוד פתוח. עיסוקו העיקרי הוא לפרק לחלקים כל צעצוע חדש שמגיע למשרד ואז לכתוב עליו מדריך.

הגב

16 תגובות על "Dual Core או Quad Core – האמת על מעבדים מרובי ליבות"

avatar
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 

* היי, אנחנו אוהבים תגובות!
תיקונים, תגובות קוטלות וכמובן תגובות מפרגנות - בכיף.
חופש הביטוי הוא ערך עליון, אבל לא נוכל להשלים עם תגובות שכוללות הסתה, הוצאת דיבה, תגובות שכוללות מידע המפר את תנאי השימוש של Geektime, תגובות שחורגות מהטעם הטוב ותגובות שהן בניגוד לדין. תגובות כאלו יימחקו מייד.

סידור לפי:   חדש | ישן | הכי מדורגים
אסף
Guest

דווקא בעולם עם לאג כמו בסלולאר, ריבוי ליבות הוא חשוב, בבקרת עומסים על שתי הליבות אצלי, לא פעם חבל לי שאין עוד אחת או שתיים פנויות באותו רגע בשביל לתת ממשק משתמש חלק יותר.

Ofer Shelly
Guest

הקטע של4 ליבות האפליקציות צריכות להיות מותאמות לעניין – ופרקטי אפלקציית משחק שתבצע תיכנות שיודע להשתמש נכון ולנצל את כל ה4 מעבדים תגרום לזה שתוך חצי שעה לי ישאר לכם סוללה במכשיר.

ואכן זה יותר גימיק .

Meny Davidov
Guest

כתבה מעולה

איתי
Guest

אסף – זו בעיה באנדרואיד שמשום מה גוגל לא מצליחים לתקן. זה לא הגיוני שטלפון צריך 4 ליבות בשביל לעבור בין תפריטים וזה גם לא קורה באייפון ולא בוינדוז פון.
כל העסק של ריבוי הליבות זה ניסיון עלוב לכפר על הביצועים הגרועים של אנדרואיד עם יותר כוח עיבוד

אסף מורז
Guest

ה- iOS תמיד תעבוד חלק יותר כי המערכת הזו מנוונת! היא לא כוללת ווידג’טים ותהליכים שרצים ברקע כמו באנדרואיד כך שיש לה פור על אנדרואיד בחלקלקות המערכת. יחד עם זאת היא מאוד מוגבלת וזו הסיבה שאני מעדיף להשתמש באנדרואיד. אני מעדיף מכשיר חכם יותר גם אם זה בא על חשבון חלקלקות המשתמש וכאילו שאייפון שעבר פריצה לא מקרטע וקורס…

לגבי הליבות אז גם אם המערכת לא יודעת לנצל אותן זה עדיין משפיע. הגלקסי אס 3 בעל ארבעת הליבות חזק יותר מהגלקסי אס 2 בעל 2 הליבות.

אביה
Guest

תגובה של בן אדם אידיוט, ואין לי עוד מה לומר.
אם אנדרואיד היה חכם, ברגע שאתה נכנס למשחק היה “משהה” [לא סוגר] את כל שאר האפליקציות כמו שIOS עושה, אולי הוא היה זז עם מעבד 15 ליבות, שרק “ישהה” את הרקע החי שנמצא בלאנצ’ר, לא יסגור ולא כלום, ואולי המשחק יעבוד כמו בן אדם.
היה לי אנדרואיד, אני יודע בדיוק מה זה, ואל תאשים את זה שIOS מנוונת כי אין דבר אחד שאני יכול לעשות עם האנדרואיד ולא יכול לעשות עם הIOS [וכן תתפלא אפשר להעביר קבצים בלי אנדרואיד, וכל דבר קטן מהסידיה עולה על כל החלפת רום בשביל איזה חרטא קטנה].

יוני
Guest

איך האנדרויד שלך יותר חכם? מאז שעברתי לאנדרויד שמתי לב שכמעט לא מפותחים לאנדרוידים מוצרים נלווים לעומת האייפון שכל פעם מפתחים לא מוצרים חדשים. מאז שעברתי לאנדרויד אני רק מחפש רום שלא יקרטע ויעבוד מהר יותר מהרום של סמסונג ועוד אלפים כמוני יש ברשת בדיחה ה-S3 ארבע ליבות גם עם 8 ליבות הוא לא יעבוד חלק ובלי לפרוץ אותו אפליקציות קורסות כל הזמן. אחלה מכשיר!!!!! והוא ממש לא נראה הרבה יותר מהיר מהגלקסי 2 לזוגתי יש גלקסי 2 והוא עובד בצורה זהה.

פבל
Guest

החלקלקות של אפל לא נובעת מתהליכים במערכת ההפעלה אנדרויד או וידג’טים. גם כאשר מנוונים ומפסיקים את האחרונים, עדיין אנדרויד מקרטעת.
הסיבה היא שכל הRENDERING של הממשק באנדרויד כתוב בג’אווה, בניגוד לC של IOS

אלי
Guest

א. הרנדרינג כתוב בC (ובאופן כללי אתה יכול לפתח לאנדרויד בC)
ב. כל הרכיבים הסטנדרטיים של המערכת מרונדרים בOpenGL – ואז השפה משחקת פחות תפקיד.

הטעות לחשוב שחומרה זה יקר ותוכנה זה זול
Guest
הטעות לחשוב שחומרה זה יקר ותוכנה זה זול
נורא פשוט – אפל קונה מעבד בחוץ, צריכה לחסוך. סמסונג מייצרת מעבד לעצמה – אז נכון שאפשר לנוון את מערכת ההפעלה ולייעל אותה, אבל בשביל מה? אופטימיזציה זו עבודה לתולעים בעולם של היום. שמים עוד ליבות ויאללה מתקדמים לדור הבא של מערכת ההפעלה. במיוחד שליבה שלא נעשה בה שימוש כרגע לא מבזבזת הספק. אגב – כידוע, ובניגוד לאינטואיצה ה”פשוטה”, מעבד עם יותר ליבות וקוד כתוב נכון ידרוש פחות (פחות, לא טעיתם) הספק ממעבד מעט ליבות. למה? כי עבור אותו “הספק חישוב” עם פחות ליבות באותו זמן ריצה צריך תדר מעבד גבוה יותר – עליה של חזקה רביעית בצריכת הספק. או… Read more »
חיים
Guest

אפל לא “קונה” מעבדים היא מתכננת אותם לעצמה על בסיס טכנולוגיית ARM, כמו כולם בתחום כולל SAMSUNG, NVIDIA וקוולקום. את היצור היא נותנת לחברות אחרות.

עופר
Guest
אמנם אתה מכיר מושגים ונתונים, אך טועה ומטעה בכמה דברים. על התכנון והיצור כבר העירו לך. לגבי ההספק והתדר – גם אם נניח שכדבריך “4 ליבות של 500 MHZ יעשו בתכנות נכון אותה עבודה באותו זמן כמו 2 ליבות בתדר 1GHZ” [וזה לא מדויק], אי אפשר לשווק את זה. על זה בדיוק הכתבה. מוכרים 4 מעבדים כי זה מרשים ונראה טוב יותר שיווקית. בדיוק מאותה סיבה לא יכולים למכור מעבד עם תדר נמוך של 500MHz, כשהמתחרים מוכרים 1GHz. אז מוכרים 4x1GHz, ואין חיסכון באנרגיה, אלא להיפך – יש אובדן נצילות. ולגבי חסכון באנרגיה יש עקומת [!] נצילות. זה לא לגמרי… Read more »
נתי
Guest

החומרה מוכנה מזמן, התוכנה זאת שעדיין בפיתוח.
מיקרוסופט שזלזלו בשוק הניידים ונכנסו מאוחר – מפגרים מאחור.
IOS – שהם סבבה למשתמש, אבל רעים לפיתוח הטכנולוגי ולא מביאים איתם חדשנות והזדמנויות.
Android – קוד פתוח שפותח הרבה לפני הוצאת windows me, ולא כולל שום חידוש שלא ראו עד עכשיו.

קיצור, התוכנה תקועה, וכולם תאכלס היו רוצים ווינדוס בכל מכשיר ולא להיות מוגבלים.

החומרה מוכנה עוד בהמון הבטים אחרים – זיכרון, voice, מהירות העברת נתונים ברשת וכו וכו… אז התוכנה! התוכנה!

רז
Guest

מאמר אינפורמטיבי. תודה.

יוני
Guest

אפל חברה חכמה שמבינה שלא צריך יותר מ-2 ליבות ומשתדלת לא ללכת אחרי העדר עם 4 ליבות ובטח 8 ליבות בקרוב. כרגע יש לי S3 כבר חצי שנה והוא מקרטע במיוחד עם הרום של SAMSUNG ואני מתגעגע לאייפון שלי שעם פריצה והתקנה של כל מיני פיצרים לא קרטע והאפליקציות באייפון יותר טובות ויותר יציבות נקודה מנסיון.

r z
Guest

לכל המלעיזים על אנדרואיד. תתקינו greenify על המכשיר (כן, צריך רוט, כל מי ששכל בראשו כבר עשה רוט).
המכשיר מחזיק יותר מעמד, רץ חלק יותר. ומאפשר גמישות בין אפליקציות “חשובות” שימשיכו לרוץ ברקע לבין כאלה שאפשר “להרדים” כמו באייפון (ובגלל חוסר התחשבות של המפתחים, מתעקשות לחיות ברקע)

wpDiscuz

תגיות לכתבה: