כמה ליבות מעבד צריך באמת?

פעם היה קל יותר לבחור מעבד למחשב - או כך לפחות זה נראה. כולם הכירו את ה"מגהרצים" (MHz), הנתון על מהירות השעון (Clock Rate) של המעבד.

יותר מגהרצים או "תדר" גבוה יותר, אמרו בדרך-כלל ביצועים גבוהים יותר, וכל מה שנשאר לבדוק הוא על מה אנחנו יכולים לשלם.

זוהי, כמובן, הצגה שטחית מעט של העניין, משום שביצועי מעבד תלויים לא רק במהירות השעון וביצועי המחשב תלויים לא רק במעבד, אבל שימוש בסולם מדידה פשוט יחסית לפחות פישט את קבלת ההחלטות – גם אם לא שיפר אותה

מכל מקום, העידן הזה נגמר. היום ישנן משפחות מעבדים שונות ובכל אחת מהן ישנם דגמים במהירויות שעון שונות אך גם בעלות מספר שונה של ליבות (Cores).

איך האחרונות צריכות להשפיע על שיקולי הקנייה שלנו – בזה נעסוק הפעם.

ריבוי ליבות

במעבד מרכזי (CPU) מודרני אפשר להבחין בשני מרכיבים עיקריים: המעטפת או ה"זיווד" (Packaging); וליבת המעבד (Core).

ליבת המעבד היא "המנוע" או "המוח", הרכיב הסיליקוני הכולל עשרות או מאות מיליוני טרנזיסטורים - המעגלים החשמליים שהם הבסיס לפעולת המעבד.

הזיווד הוא השכבה המתווכת בין המעבד לשאר העולם - מארז עשוי מתכת ו/או חומרים קרמיים, שמחבר את המעבד ללוח-האם, מגן עליו ומצנן אותו.

במחשוב של פעם היו לכל מעבד ליבה אחת ומעטפת אחת, וכדי לקבל עיבוד מקבילי השתמשו במספר מעבדים שהתחברו לאותו לוח וחלקו אותו זיכרון.

זה היה פתרון יקר מאד שהתאים רק למחשבי שרת ארגוניים. במעבדים החדשים משיגים אותו אפקט באמצעות "ריבוי ליבות" (Multi Core).

בתוך מעטפת אחת ישנן שתי ליבות (Dual Core), שלוש ליבות (Triple Core), ארבע ליבות (Quad Core) או יותר, שמסוגלות לחלק ביניהן את העבודה. 

ריבוי ליבות: איך זה עובד

במשך שנים השתמשו יצרניות המעבדים בהישגי המזעור כדי לדחוס לאותה ליבת מעבד יותר טרנזיסטורים ולשפר את האופן שבו המעבדים פעלו, כדי לשפר את ביצועיהם.

אבל השיפור הגדול בביצועים, במשך השנים, הגיע מהגדלת מהירות השעון. תדר פעולה גבוה יותר אומר, באופן מעשי, שבכל יחידת זמן המעבד מבצע יותר פעולות.

בנקודה מסוימת הגישה הזו הגיעה למיצוי – הגדלת מהירות השעון מגדילה דרמטית גם את החום שמייצר המעבד, והופכת את הקירור מורכב יותר ואת התקלות לשכיחות יותר.

בריבוי ליבות, במקום לבצע כל פעולה מהר יותר מחלקים את הפעולות בין ליבות שפועלות במקביל. מערכת ההפעלה מקצה עבודה לכל אחת מהליבות ויודעת לתפור הכל יחד בסיום.

כמה משתפרים הביצועים

שיפור הביצועים פחות גדול מהפוטנציאל התיאורטי. למשל, במעבר ממעבד חד-ליבתי למעבד דו-ליבתי, השיפור הוא לרוב סביב ה-75 אחוז.

במעבר משתי ליבות לארבע הוא לעיתים רחוקות עולה על 50 אחוז. ככלל, רוב התוכנות והיישומים עדיין מותאמים במידה רבה למעבדים בעלי ליבה בודדת.

מעבר לכך, לא כל משימה ממוחשבת ניתנת לחלוקה לשם ביצוע מקביל, ולכם היתרון העיקרי של ריבוי הליבות הוא בריבוי משימות, כלומר בהרצה של מספר יישומים במקביל – לא בחלוקה והרצה של יישום אחד על מספר ליבות.

יישום ינצל טוב יותר את ריבוי הליבות כאשר הוא יודע לחלק את העבודה ל"נימים" (Threads), משימות עצמאיות קטנות יותר.

לא תמיד זה אפשרי, ולכן לעיתים קרובות התועלת שבליבות הנוספות קטנה יותר ממה שהיינו רוצים.

מצד שני, במחשב שמריץ תמיד מספר תוכנות בו זמנית, הליבות הנוספות יעניקו שיפור נאה.

מעשית, כל המחשבים שלנו מריצים ברקע תוכנות אבטחה שונות ומשמשים אותנו להפעלה מקבילה של מספר תוכנות – דפדפן, מעבד תמלילים, תוכנת דואר וכו`.

אז מה לקנות?

החלפת מעבד היא משימה שהדיוטות יזמינו טכנאי מחשבים בשבילה, אבל מי שלא מפחד לפתוח את המחשב מסוגל לרוב להתמודד איתה בכוחות עצמו.

לכן, יש היגיון בהשקעה במעבד שאתם צריכים היום ולא במעבד שתצטרכו בעוד שנתיים - יהיה משתלם יותר לקנות את מה שאתם יכולים ולשדרג בעתיד.

ישנם תחומים ספציפיים שבהם כל ליבה נוספת תעניק לכם תמורה מוחשית לכסף בדמות ביצועים משופרים.

זה נכון לעריכת וידאו, יצירת אנימציה, שימושים מתקדמים בפוטושופ והרבה יישומים מדעיים, סטטיסטיים וכו`.

בתחומים כאלה מעבדים בעלי ארבע ליבות מגיעים לניצולת גבוהה יחסית והם משתלמים מאד. בתחומים אחרים, ההבדל הדרמטי הוא בעיקר במעבר מליבה אחת לשתי ליבות.

בפועל, זה הופך מעבדים כמו Core 2 ו-Core i3 של אינטל (או מקביליהם מ-AMD) למשתלמים יותר בשימושים משרדיים, למשל.

מעבדים כמו Core 2 Quad או Core i5/i7, שעולים יותר והתועלת השולית שלהם קטנה יותר למשתמש הממוצע, עדיין קצת פחות משתלמים.

מה שעשוי לשנות את השיקולים בקניית מחשב ביתי, הם סוגים חדשים של שימושים שהולכים ורווחים.

לדוגמא, הזרמת מדיה מהמחשב אל הטלוויזיה, במקביל לשימוש רגיל במחשב עם או בלי שיתוף קבצים או משימות אחרות שמתבצעות ברקע, מצדיקים את ריבוי הליבות ומאפשרים לנצל אותו טוב יותר.