Como o desempenho do Windows é afetado por hardware e software

Propaganda

Com todos os avanços na tecnologia de computação, pode ser difícil manter-se atualizado. O jargão usado pelos vendedores ao comprar um novo dispositivo raramente ajuda e parece que aqueles que estão empurrando você em direção a um computador específico não entendem como Computação de 64 bits O que é computação de 64 bits?A embalagem de um computador ou hardware de computador está cheia de termos e emblemas técnicos. Um dos mais importantes é o de 64 bits. consulte Mais informação trabalha ou beneficia o usuário além da capacidade de acessar mais RAM Quanta RAM você realmente precisa?RAM é como memória de curto prazo. Quanto mais multitarefa, mais você precisa. Descubra quanto seu computador possui, como tirar o máximo proveito dele ou como obter mais. consulte Mais informação .

Neste artigo, veremos como o sistema operacional e o software aplicativo escolhido para executar em um Sistema de 64 bits, bem como alguns recursos do próprio processador, afetam o desempenho geral do computador.

Processador e sistema operacional

Quase todos os PCs no mercado atualmente são vendidos com processadores de 64 bits e a maioria deles já possui um Versão de 64 bits do Windows Eu tenho o Windows de 32 ou 64 bits? Aqui está como contarComo você pode saber se a versão do Windows que você está usando é de 32 ou 64 bits? Use esses métodos e saiba por que também é importante. consulte Mais informação pré-instalado nele. Esse emparelhamento é crítico quando você deseja obter o melhor desempenho do seu sistema. Embora você possa instalar um sistema operacional de 32 bits em um computador de 64 bits, você perderia os benefícios adicionais do hardware.

Quando você instala um Sistema operacional de 32 bits Qual é a diferença entre o Windows de 32 e 64 bits?Qual é a diferença entre o Windows de 32 e 64 bits? Aqui está uma explicação simples e como verificar qual versão você possui. consulte Mais informação em um computador de 64 bits, o efeito é uma conversão instantânea de um processador de 64 bits em um processador de 32 bits.

• Todas as instruções no nível do processador são limitadas ao uso de registradores de 32 bits; portanto, todas as funções matemáticas nativas são igualmente limitadas em relação ao seu alcance e precisão.
• A quantidade de memória física que pode ser acessada cai para 4 GB, mesmo se houver mais memória instalada Desbloqueie até 64 GB de RAM no Windows de 32 bits com patch PAEAinda está usando uma máquina Windows de 32 bits e frustrado com o limite de 4 GB de RAM? Um ajuste de linha de comando relativamente simples permite corrigir o sistema e tirar proveito de até 64 GB de RAM. consulte Mais informação .
• A memória de hardware, como a memória de vídeo, consumirá uma parte da memória endereçável, em vez de ser movida acima dela ou ter a RAM remapeada em torno dos endereços de memória de hardware.
• Todos os outros softwares que você deseja executar no sistema devem ter 32 bits e serão limitados por esses mesmos parâmetros.

Esse é o melhor motivo para garantir que você esteja usando um sistema operacional de 64 bits em qualquer computador que tenha um processador de 64 bits.

Recursos do processador

Além de emparelhar um sistema operacional apropriado com o hardware, os elementos do design da CPU estão afetando o desempenho do sistema. O número de núcleos disponíveis para o processamento é um dos grandes.

De um a vários núcleos

Cerca de duas décadas atrás, quase todos os computadores comercializados para consumidores usavam processadores com um único núcleo de processamento O que é um núcleo de processador? [MakeUseOf explica]Todo computador possui um processador, seja um pequeno profissional de eficiência ou uma grande potência, ou ele não seria capaz de funcionar. Claro, o processador, também chamado de CPU ou Processamento Central ... consulte Mais informação Na embalagem. Com esse tipo de design, significava que o computador só podia executar uma única instrução por vez e o sistema operacional só podia atribuir um único encadeamento de execução ao processador por vez.

Hoje, uma única pastilha de silício pode ter 2, 4 ou mais núcleos e a embalagem pode ter mais de um chip. Ao colocar mais de um núcleo único no pacote do processador, o sistema operacional vê cada núcleo como um processador individual onde ele pode atribuir threads de processo, e cada núcleo opera independentemente do outras. Assim, em um quatro núcleos O que significam "Dual Core" e "Quad Core"?Atualmente, a maioria das CPUs é de núcleo duplo, quad-core ou octo-core. Mas o que isso significa? Aqui está tudo explicado. consulte Mais informação sistema, o computador pode executar quatro instruções simultaneamente - uma em cada núcleo.

Conexão de núcleos com Hyperthreading

Em 2002, a Intel lançou tecnologia hyperthreading O que é Hyper-Threading? [Tecnologia explicada] consulte Mais informação o que faz o sistema operacional "ver" dois processadores lógicos para cada núcleo de processamento no chip. Ele funciona com dois conjuntos distintos de dados de estado do processador, um para cada processador lógico e um único núcleo de execução compartilhado. Isso permite que o sistema operacional atribua um encadeamento de execução a cada processador lógico que mantém seus próprios dados de estado. Quando um encadeamento é bloqueado porque está aguardando dados ou outro recurso, o outro processador lógico pode usar o núcleo de execução para seu processamento, a menos que ele também esteja no estado de espera. Os ganhos de desempenho usando essa tecnologia tendem a variar de 15 a 30%.

Isso não significa que um processador quad-core seja duas vezes mais rápido que um processador dual-core executando o mesmo relógio velocidade em uma determinada situação ou que um processador Intel com hyperthreading terá melhor desempenho que um sem o tecnologia. Certos fatores de software podem anular completamente a existência de núcleos de processamento adicionais.

Impacto do software aplicativo

Então, agora que você decidiu adquirir um novo processador dual-core Intel de 64 bits com hyperthreading e associá-lo a uma versão de 64 bits do Windows, obterá o melhor desempenho possível, certo? Bem, talvez.

Embora os sistemas operacionais modernos possam tirar proveito de todo o hardware que tem para oferecer, o software de aplicativo que você está usando pode não, especialmente o software legado.

As CPUs de núcleo único mais antigas que eu mencionei acima só podiam processar o processamento de um único encadeamento por vez. Grande parte da programação feita na época foi escrita para usar apenas um único encadeamento. O uso desse software em um sistema com vários núcleos ainda resultará no uso de apenas um núcleo para esse segmento. É por isso que você pode ver um sistema quad-core executando com carga de 25% no Gerenciador de tarefas com um único núcleo com 100% de utilização e os outros três núcleos aparentemente inativos. A carga de trabalho não está espalhada.

Para tirar proveito de todos os núcleos de processamento em um sistema, o software deve ser projetado com processamento paralelo e multithreading em mente. A idéia aqui é dividir o problema em componentes discretos que podem ser concluídos independentemente um do outro, para que o computador possa concluir cada tarefa simultaneamente em núcleos separados. Isso pode reduzir o tempo necessário para gerar o resultado desejado. Isso também significa que um encadeamento para a interface do usuário não trava quando o processamento pesado de outros encadeamentos está acontecendo em outros núcleos.

Mesmo que um programa tenha sido projetado com multithreading em mente, ainda existe a possibilidade de que algumas de suas funcionalidades não possam ser paralelizadas. Um exemplo disso são os aplicativos do Microsoft Office que usam macros do Visual Basic for Applications (VBA). Uma macro de execução longa provavelmente consumirá um núcleo inteiro até que seja finalizada. Como um computador não pode determinar automaticamente se uma macro pode ser paralelizada, simplesmente não tenta fazê-lo.

Melhorar o desempenho de aplicativos de thread único

Se você deve usar aplicativos herdados de thread único, especialmente se precisar executar vários simultaneamente, sua melhor aposta para obter melhor desempenho é definir a afinidade do processador para eles. Isso os forçará a usar apenas núcleos de processamento específicos. Ao fazer isso, você pode garantir que, embora possam consumir o poder de processamento de um núcleo inteiro, eles não fará isso no mesmo núcleo, fazendo com que os processos levem mais tempo para terminar do que absolutamente necessário.

No Windows, você pode definir a afinidade abrindo o Gerenciador de tarefas, clique com o botão direito do mouse no nome do processo, selecione Definir afinidade… no menu de contexto, limpe as caixas de seleção de todos os processadores que você não deseja que ele use e clique em Está bem.

Você também pode fazer isso na linha de comando usando o sinalizador / affinity do comando start.

start / affinity 2 notepad.exe

Observe que o número do processador usado com o sinalizador de afinidade é baseado em 1, enquanto é baseado em zero quando se olha o Gerenciador de Tarefas; portanto, isso inicia o Bloco de Notas na CPU 1.

Existe uma funcionalidade semelhante para usuários do Linux com o comando taskset. Faz parte do pacote util-linux e faz parte da instalação padrão da maioria das distribuições. Se ainda não estiver no seu sistema, você pode instalá-lo com

sudo apt-get install util-linux

para distribuições baseadas no Debian ou

sudo yum instala util-linux

para sistemas baseados na Red Hat.

Para usar o comando para iniciar o vlc na CPU 2, você usaria

taskset -c 2 vlc

Para alterar a afinidade de um processo que já está em execução com um ID de processo (PID) de 9021 para usar a CPU 4 e 5, você usaria

conjunto de tarefas -cp 4,5 9021

O outro fator com os aplicativos é o tamanho da palavra. Embora um aplicativo de 32 bits ainda possa armazenar e manipular números inteiros e de ponto flutuante de 64 bits, isso deve ser feito via bibliotecas "grandes matemáticas", que demoram mais para executar o trabalho do que um processador de 64 bits que faz os mesmos cálculos nativamente. Se um aplicativo exigir a faixa estendida e maior precisão oferecida pelos números de 64 bits, será sempre mais eficiente usar Aplicativos de 64 bits 3 sites para encontrar software compatível com sistemas operacionais de 64 bitsProvavelmente, aqueles de vocês que comprarão um computador novo no próximo ano estarão trabalhando em algo executando um sistema operacional de 64 bits. x64 tem seus prós e contras, mas ... consulte Mais informação para a tarefa.

Em alguns softwares, não importa muito se é de 32 ou 64 bits. Um navegador de 32 bits funcionará bem para a maioria das pessoas. Com o uso normal, não deve exigir grande quantidade de memória, mesmo que você queira ter dezenas de guias abertas. Ele usará facilmente vários encadeamentos em seus processadores físicos e lógicos e não deve terminar vinculado à CPU. O mesmo se aplica à maioria das tarefas de processamento de texto. Mas se você vai editar fotos ou vídeos, transcodificar, executar um software de modelagem ou executar outro uso intensivo de CPU tarefas ou trabalhando com grandes conjuntos de dados, você pode esperar mais tempo do que o necessário sem multithread de 64 bits Programas.

A tomada final

Então, qual é a melhor opção? Melhor resposta: depende.

Se você sabe que estará executando uma planilha do Excel em seu sistema que usa macros VBA de longa duração, seria melhor ter um sistema de núcleo duplo executando a 3 GHz em vez de um quad-core rodando a 2,2 GHz, mas se você estiver constantemente alternando entre vários programas multithread enquanto faz seu computador trabalhar ou se divertir, o inverso é verdadeiro.

Embora as generalizações nunca sejam comprovadas em todos os casos, o melhor desempenho da computação em desktop atualmente utilizará 64 bits processadores multinúcleo executando um sistema operacional moderno de 64 bits e aplicativos multithread de 64 bits para os mais exigentes tarefas.

Que tipo de experiência você teve com o desempenho de 64 bits? Você possui um software de 32 bits que supera seu equivalente de 64 bits ou não há diferença discernível entre eles? Deixe-nos saber nos comentários abaixo.

Crédito de imagem: Desmontando um computador antigo (CC by 2.0) por fdecomite, Processador Intel® Core ™ i7 de quarta geração, frente e verso (CC by 2.0) pela Intel na Alemanha