Dasar-Dasar CPU: Apa Itu Core, Hyper-Threading, dan Banyak CPU?

Unit pemrosesan pusat (CPU) di komputer Anda melakukan pekerjaan komputasi — pada dasarnya menjalankan program. Tetapi CPU modern menawarkan fitur seperti banyak core dan hyper-threading. Beberapa PC bahkan menggunakan banyak CPU. Kami akan menjelaskan perbedaan dan cara kerjanya.

Apa itu Hyper-Threading dan Multithreading Simultan?

Multithreading Simultan (disebut Hyper-Threading oleh Intel) memungkinkan satu CPU menjalankan banyak tugas secara bersamaan daripada berurutan, yang meningkatkan kinerja di sebagian besar situasi.

Hyper-threading adalah upaya pertama Intel untuk membawa komputasi paralel ke PC konsumen pada tahun 2002. Pentium 4 saat itu menampilkan hanya satu inti CPU, sehingga hanya dapat melakukan satu tugas pada satu waktu — bahkan jika dapat beralih antara tugas cukup cepat sehingga terasa seperti multitasking. Hyper-Threading — disebut simultaneous multithreading (SMT) pada AMD dan prosesor non-Intel lainnya — berupaya menebusnya.

Catatan: Sebenarnya, hanya prosesor Intel yang memiliki hyper-threading, namun istilah ini kadang-kadang digunakan dalam bahasa sehari-hari untuk merujuk pada segala jenis multithreading simultan.

Inti CPU fisik tunggal dengan hyper-threading atau multithreading simultan muncul sebagai dua CPU logis ke sistem operasi. CPU-nya masih single CPU, jadi agak sedikit curang. Sementara sistem operasi melihat dua CPU untuk setiap inti, perangkat keras CPU yang sebenarnya hanya memiliki satu set sumber daya eksekusi untuk setiap inti. CPU berpura-pura memiliki lebih banyak inti daripada yang sebenarnya, dan menggunakan logikanya sendiri untuk mempercepat eksekusi program. Dengan kata lain, sistem operasi tertipu untuk melihat dua CPU untuk setiap inti CPU yang sebenarnya.

Hyper-threading memungkinkan dua inti CPU logis untuk berbagi sumber daya eksekusi fisik. Hal ini dapat mempercepat — jika satu CPU virtual terhenti dan menunggu, CPU virtual lainnya dapat meminjam sumber daya eksekusinya. Hyper-threading dapat mempercepat sistem Anda, tetapi tidak sebaik memiliki inti tambahan yang sebenarnya.

Untungnya, hyper-threading sekarang hanyalah bonus. Sementara prosesor konsumen asli dengan hyper-threading hanya memiliki satu inti yang menyamar sebagai banyak inti, CPU modern sekarang memiliki banyak inti dan teknologi hyper-threading atau SMT. CPU hexa-core Anda dengan hyper-threading muncul sebagai 12 core untuk sistem operasi Anda, sedangkan CPU octa-core Anda dengan hyper-threading muncul sebagai 16 core. Hyper-threading bukanlah pengganti core tambahan, tetapi CPU dual-core dengan hyper-threading seharusnya bekerja lebih baik daripada CPU dual-core tanpa hyper-threading.

Apa Itu Inti CPU?

Awalnya, CPU memiliki satu inti. Itu berarti CPU fisik memiliki satu unit pemrosesan pusat di dalamnya. Untuk meningkatkan kinerja, pabrikan menambahkan "inti" tambahan, atau unit pemrosesan pusat. CPU dual-core memiliki dua unit pengolah pusat, sehingga tampak pada sistem operasi sebagai dua CPU. Sebuah CPU dengan dua inti, misalnya, dapat menjalankan dua proses yang berbeda pada waktu yang bersamaan. Ini mempercepat sistem Anda karena komputer Anda dapat melakukan banyak hal sekaligus.

Tidak seperti hyper-threading, tidak ada trik di sini — CPU dual-core secara harfiah memiliki dua unit pemrosesan pusat pada chip CPU. CPU quad-core memiliki empat unit pemrosesan pusat, CPU octa-core memiliki delapan unit pemrosesan pusat, dan seterusnya.

Ini membantu meningkatkan kinerja secara dramatis sambil menjaga unit CPU fisik cukup kecil untuk muat dalam satu soket. Hanya perlu satu soket CPU dengan satu unit CPU dimasukkan ke dalamnya — bukan empat soket CPU berbeda dengan empat CPU berbeda, masing-masing membutuhkan daya, pendinginan, dan perangkat keras lainnya sendiri. Ada lebih sedikit latensi karena inti dapat berkomunikasi lebih cepat, karena semuanya berada di chip yang sama.

Windows Task Manager menunjukkan ini dengan cukup baik. Di sini, misalnya, Anda dapat melihat bahwa sistem ini memiliki satu CPU (soket) aktual dan 8 inti. Multithreading simultan membuat setiap inti terlihat seperti dua CPU ke sistem operasi, sehingga menampilkan 16 prosesor logis.

Apakah Semua Konfigurasi CPU Multi-Core Sama?

Tidak, tidak semua konfigurasi CPU multi-core sama. Ada dua filosofi desain berbeda yang akan Anda temui saat melihat CPU multi-core.

Salah satu jenis konfigurasi — dan jenis yang sudah umum di PC konsumen selama bertahun-tahun — menggunakan banyak inti identik. Dalam pengaturan ini, jika Anda memiliki sistem octa-core, kedelapan prosesor tersebut adalah CPU berperforma tinggi, dan semuanya dioptimalkan dengan cara yang sama.

Yang lain menggunakan campuran inti yang berbeda (kadang-kadang disebut arsitektur inti heterogen). Biasanya, pengaturan ini akan menggunakan dua jenis yang berbeda: inti kinerja dan inti efisiensi.

Skema penamaan yang tepat sedikit berbeda antara perusahaan dan aplikasi, tetapi ide dasarnya sama. Inti efisiensi dicadangkan untuk tugas latar belakang dan permintaan rendah. Core ini mengkonsumsi lebih sedikit daya. Inti kinerja adalah kebalikannya. Mereka mengkonsumsi lebih banyak daya secara signifikan tetapi memberikan kinerja yang jauh lebih baik dalam tugas-tugas yang menuntut, seperti bermain game. Kombinasi tersebut menghasilkan kinerja saat Anda membutuhkannya, tetapi penggunaan energi latar belakang lebih rendah.

TERKAIT: Apa itu Undervolting GPU atau CPU, dan Kapan Anda Harus Melakukannya?

Penyiapan multi-core heterogen ini (disebut big.LITTLE oleh ARM) pertama kali menjadi populer di ponsel dan perangkat seluler lainnya karena penghematan daya yang mereka tawarkan. Ketika Anda membutuhkan ponsel Anda untuk bertahan sepanjang hari, tidak masuk akal untuk menghabiskan baterai Anda secara tidak perlu dengan menjalankan inti daya tinggi sepanjang waktu. Intel juga memperkenalkan ide tersebut di CPU desktop arus utama, dimulai dengan prosesor Alder Lake.

Bagaimana dengan Beberapa CPU?

Sebagian besar komputer hanya memiliki satu CPU. CPU tunggal itu mungkin memiliki banyak inti atau teknologi hyper-threading — tetapi itu masih hanya satu unit CPU fisik yang dimasukkan ke dalam satu soket CPU pada motherboard.

TERKAIT: Mengapa Anda Tidak Dapat Menggunakan Kecepatan Jam CPU untuk Membandingkan Kinerja Komputer

Sebelum hyper-threading dan multi-core CPU muncul, orang mencoba menambahkan kekuatan pemrosesan tambahan ke komputer dengan menambahkan CPU tambahan. Ini membutuhkan motherboard dengan banyak soket CPU. Motherboard juga membutuhkan perangkat keras tambahan untuk menghubungkan soket CPU tersebut ke RAM dan sumber daya lainnya. Ada banyak overhead dalam penyiapan semacam ini. Ada latensi tambahan jika CPU perlu berkomunikasi satu sama lain, sistem dengan banyak CPU menghabiskan lebih banyak daya, dan motherboard membutuhkan lebih banyak soket dan perangkat keras.

Sistem dengan banyak CPU tidak terlalu umum di antara PC pengguna rumahan saat ini. Bahkan desktop game bertenaga tinggi dengan banyak kartu grafis biasanya hanya memiliki satu CPU. Anda akan menemukan beberapa sistem CPU di antara superkomputer, server, beberapa workstation, dan sistem kelas atas serupa yang membutuhkan daya pengolah angka sebanyak mungkin.

Semakin banyak CPU atau inti yang dimiliki komputer, semakin banyak hal yang dapat dilakukan sekaligus, membantu meningkatkan kinerja pada sebagian besar tugas. Sebagian besar komputer sekarang memiliki CPU dengan banyak inti — opsi paling efisien yang telah kita diskusikan. Anda bahkan akan menemukan CPU dengan banyak inti pada smartphone dan tablet modern.

Kecepatan jam untuk CPU dan IPC-nya (instruksi per siklus) biasanya cukup saat membandingkan performa. Hal-hal tidak begitu sederhana lagi. Sebuah CPU yang menawarkan banyak core dan hyper-threading dapat bekerja jauh lebih baik daripada CPU dengan kecepatan yang sama yang tidak menampilkan hyper-threading. Dan PC dengan banyak CPU dapat memiliki keuntungan yang lebih besar. Semua fitur ini dirancang untuk memungkinkan PC menjalankan beberapa proses secara bersamaan dengan lebih mudah — meningkatkan kinerja Anda saat multitasking atau di bawah tuntutan aplikasi canggih seperti video encoders dan game modern.

Tentu saja, jumlah inti yang lebih tinggi tidak terlalu penting dalam setiap situasi. Sistem operasi modern cukup pintar dalam membagi tugas mereka di antara banyak inti, tetapi tidak semua program dioptimalkan dengan baik. Dalam banyak kasus (terutama bermain game), kinerja terutama dibatasi oleh kecepatan maksimum inti individu daripada jumlah total inti yang Anda miliki. Jadi jangan terburu-buru untuk membeli CPU Threadripper 64-core dengan berpikir itu akan memberi Anda satu miliar FPS di Call of Duty - tidak akan.