Что такое P-ядра и E-ядра на процессоре Intel?

Мир процессоров претерпевает изменения. Теперь у нас не только много ядер ЦП в наших ноутбуках и настольных ПК, но и сочетание разных типов ядер: теперь в них есть P- и E-ядра.

Смотрите также: Что такое центральный процессор и что он делает?

Симметричный и асимметричный дизайн ЦП

В традиционном многоядерном ЦП все ядра ЦП идентичны. Все они имеют одинаковый рейтинг производительности и потребляют одинаковое количество энергии. Проблема заключается в том, что когда ваш ЦП простаивает или выполняет простые задачи, существует минимальный уровень энергопотребления, ниже которого вы не можете упасть, не отключив ЦП полностью. Это не конец света, когда речь идёт об устройствах, которые питаются от розетки, но если вы работаете от батареи, каждый ватт на счету!

Смартфоны быстро перешли на решение, в котором у вас будет несколько энергоёмких ядер, обеспечивающих высокую производительность, и ряд эффективных ядер, которые потребляют мало энергии, но работают достаточно хорошо для выполнения фоновых системных задач или запуска основных приложений, таких как электронная почта, социальные сети и т. д. или просмотра веб-страниц.

Высокопроизводительные ядра автоматически включаются на долгое время, когда вы запускаете видеоигру или на короткие промежутки времени, когда более простому приложению требуется более высокая производительность для выполнения конкретной задачи, прежде чем вернуться к энергоэффективным ядрам.

Смотрите также: Основы центральных процессоров: несколько процессоров, ядер и Hyper-Threading

Асимметричный дизайн на ПК

Хотя идея смешанных типов ядер ЦП в одном пакете не нова, это не то, что можно найти в обычных ПК. По крайней мере, так было до выпуска процессоров Intel Alder Lake 12-го поколения. Это первые массовые процессоры Intel, в которых сочетаются различные ядра.

В каждой модели ЦП Intel 12-го поколения вы найдёте E-ядра (эффективность) и P-ядра (производительность) в упаковке ЦП. Относительное количество между этими двумя типами ядер может варьироваться, но полный кристалл ЦП Alder Lake имеет восемь P- и восемь E-ядер, которые можно найти в моделях ЦП i9. Модели i7 и i5 имеют конструкцию 8/4 и 6/4 для P- и E-ядер соответственно.

Смотрите также: Почему новые поколения процессоров быстрее при одинаковой тактовой частоте?

Преимущества E- и P-ядер

Такой гибридный подход к архитектуре ЦП даёт множество преимуществ. Пользователи ноутбуков получат наибольшую выгоду, поскольку большинство повседневных задач не требуют высокой производительности. Если всё, что вам нужно, — это мощность ваших процессоров E-core, вы получите более прохладный и тихий компьютер с более длительным временем автономной работы.

Когда ваш ноутбук подключен к розетке или вы используете настольный компьютер, эти E-ядра по-прежнему важны. Допустим, вы играете в видеоигру, которая требует всей мощности процессора, которую вы можете на неё задействовать. Игра может иметь полный доступ ко всем ядрам производительности, в то время как ваши E-ядра заботятся о фоновых процессах и приложениях, таких как Slack, Skype, загрузках и т. д.

В будущем интенсивные приложения, написанные с учётом гибридных ЦП, могут даже порождать потоки, которые назначаются обоим типам ядер в зависимости от их требований. E-ядра проще и дешевле в производстве, поэтому их использование для расширения и высвобождения передовых высокопроизводительных ядер — разумная идея.

По крайней мере, в случае процессоров Alder Lake ядра P и E спроектированы таким образом, что они не мешают друг другу, поэтому каждое из них может выполнять свою работу независимо.

К сожалению, этот радикальный сдвиг в архитектуре процессоров x86 не обходится без некоторых проблем.

Проблемы раннего внедрения

Поскольку смешивание разных процессоров является относительно новой вещью для процессоров x86, в первые дни следует помнить о некоторых шероховатостях. Раньше у разработчиков программного обеспечения для ПК не было причин ожидать более одного типа ЦП в компьютере, поэтому их программное обеспечение не знает о разнице между P- и E-ядром. В общем, это не проблема, потому что операционная система назначает программные потоки ЦП по мере необходимости, но были сообщения о сбоях некоторых программ (например, Denuvo) или о странном поведении на этих новых конструкциях ЦП.

Программные исправления, а также обходные пути для устаревшего режима на уровне материнской платы обязательно появятся быстро. К тому времени, как вы это прочтёте, самые серьёзные проблемы с несовместимостью могут быть решены. Если вы являетесь пользователем Windows 10, который хочет перейти на один из этих гибридных процессоров, вы можете либо подождать, либо продолжить обновление до Windows 11. Уже на момент выхода процессоров со смешанными ядрами в Windows 11 был новый планировщик задач ЦП, который знает, как назначать работу различным типам ядер. Хотя Windows 10 будет работать, она работает не так хорошо, как должна, и исправления для её ускорения все ещё находятся в разработке.

Что нужно помнить о P и E ядрах

Когда вы в следующий раз купите новый ЦП, есть большая вероятность, что вам придётся принять решение о том, сколько P- и E-ядер вы хотите. Лучший совет, который мы можем дать, — в первую очередь обращать внимание на количество P-ядер. Вам нужно достаточно производительных ядер для запуска вашего самого ресурсоёмкого приложения. Любые дополнительные накладные расходы, предлагаемые E-ядрами, являются бонусом.

Мы ещё не видели ситуации, когда два процессора имеют одинаковое количество P-ядер, но разное количество E-ядер. Однако, когда это станет реальностью, беспокоиться не о чем, пока новое поколение программного обеспечения с поддержкой гибридных систем не станет массовым, и даже тогда это будет выбор, в основном ориентированный на пользователей ноутбуков. Подводя итог, вот основные факты, которые вы должны знать:

• Процессоры с гибридной архитектурой имеют как высокопроизводительные, так и энергоэффективные ядра.
• Энергоэффективные ядра экономят электроэнергию и высвобождают ядра производительности, чтобы те могли сосредоточиться на самых ресурсоёмких задачах.
• Программное обеспечение ПК, предназначенное для традиционных процессоров, может быть немного сбито с толку гибридными процессорами, пока не появятся программные исправления.
• Вам понадобится последняя версия Windows, чтобы максимально использовать эти процессоры, по крайней мере, до тех пор, пока не будут обновлены более старые операционные системы.

Это захватывающее время для процессорных технологий, и это гибридное поколение чипов показывает нам, что не только мобильные процессоры на базе ARM, такие как продукты Apple M1, экспериментируют с интересными идеями.

Смотрите также: В чем разница между Apple M1, M1 Pro и M1 Max?