Benvenuti! Oggi esploreremo un aspetto cruciale della tecnologia dei computer: il multithreading. Con il continuo aumento delle esigenze hardware e della memoria per mantenere i nostri computer veloci e reattivi, è diventato essenziale che i processori possiedano una velocità di core elevata. Tuttavia, raggiungere tali prestazioni non è semplice e richiede innovazioni costanti da parte dei produttori di hardware.
Nel nostro articolo, approfondiremo come il multithreading rappresenta una delle soluzioni più efficaci per migliorare la velocità e l’efficienza dei processori. Scopriremo insieme come questa tecnica consenta ai processori di gestire simultaneamente più thread, ossia piccole unità di calcolo, e come ciò contribuisca a una performance complessiva più fluida e rapida.
Non perdetevi questa guida dettagliata che vi accompagnerà attraverso i principi fondamentali del multithreading e vi aiuterà a comprendere meglio come questa tecnologia rivoluziona il mondo dei computer. Buona lettura!
Cosa si intende per multithreading
Per fare in modo che la velocità del core del processore aumenti, si utilizza una tecnica per consentire alla CPU di eseguire più operazioni nello stesso tempo. Più nello specifico, si vanno ad eseguire più thread in modo simultaneo. Il thread non è altro che una porzione di un processo. Di fatto, è possibile suddividere i programmi in processi e a loro volta questi ultimi in thread singoli. Ciascun processo è costituito da almeno un thread.
Di solito, l’esecuzione dei processi avviene con delle sequenze, pertanto un processo si sussegue ad un altro. Ciononostante, questa cosa non è così ottimale come sembra, visto che in tale modo le operazioni che hanno una certa durata vanno a bloccare l’hardware. Dunque, qualora un altro processo debba essere eseguito, esso avrà la necessità di attendere fino a quando l’hardware sarà pronto.
Invece, con il multithreading, molti thread sono eseguiti in modo simultaneo. Ma questo è vero solo per una parte, nel senso che non è possibile garantire sempre una simultaneità effettiva, ma a prescindere si può perseguirla!
Tuttavia, non preoccuparti, perché è possibile ottenere un incremento significativo di rendimento anche con questa quasi simultaneità! In aggiunta, il sistema riesce ad organizzare e calcolare i thread con intelligenza ed efficienza cosicché che agli utenti sembra che l’esecuzione avvenga in modo simultaneo.
Se si desidera impiegare il multithreading in modo più efficace possibile, il software utilizzato deve essere predisposto per la suddetta azione. Infatti, qualora gli sviluppatori non facciano la suddivisione dei loro programmi in vari thread, la tecnologia non sarà funzionante.
Vediamo ora qual è lo scopo principale del multithreading.
A cosa serve il multithreading
Lo scopo principale del multithreading è avere un aumento della velocità di calcolo di un computer, quindi la sua efficienza a livello operativo e il suo rendimento. Si cerca pertanto di ottimizzare l’uso della CPU per poter ottenere tutto questo. Al posto di lasciare in esecuzione un processo anche quando questo è ancora in attesa di dati, con il multithreading il sistema opta di dare priorità all’operazione che viene dopo, in modo da non creare lunghe code di attesa.
In più, il sistema ha una reattività veloce alle modifiche delle proprietà. Nel caso in cui le applicazioni o gli utenti facciano richieste di un’altra azione, il processore è in grado di occuparsi dell’esecuzione di altre operazioni con rapidità, grazie all’utilizzo di thread brevi e gradi di priorità.
In primis la suddetta tecnologia è ottimale per rendere più veloci le applicazioni singole costituite da thread e processori differenti. Pertanto, diventa possibile eseguire in modo parallelo più operazioni dello stesso software. Questo vantaggio è interessante, per esempio, qualora si vadano a creare dei video: mentre l’utente è occupato nell’editing di una scena, nello stesso tempo il rendering di un’altra scena può essere effettuato in background.
Adottando il multithreading i produttori dei chip possono incrementare la velocità delle loro CPU senza avere la necessità di utilizzare una quantità di energia troppo elevata.
Quindi, se da un lato si ha una grande quantità di calore che viene prodotta da una frequenza di click piuttosto elevata, portando costi aggiuntivi, dall’altro lato questa situazione non capita con il multithreading.
Principali caratteristiche del multithreading
Vediamo nello specifico le principali componenti che caratterizzano il multithreading e i vantaggi operativi collegati all’utilizzo della tecnica.
- Consente di creare thread di elaborazione di un singolo processo per aumentare la potenza del calcolo;
- più thread di un processo singolo sono eseguiti nello stesso tempo;
- la creazione di un thread è economica in relazione alle risorse e al tempo;
- questo sistema si occupa dell’esecuzione di più thread dello stesso processo ma anche di processi differenti.
5 vantaggi del multithreading
Sono da segnalare anche gli specifici vantaggi operativi e competitivi della programmazione multithread:
- i thread sono leggeri e ingombrano poco spazio di memoria;
- il costo della comunicazione fra i vari thread è basso;
- permette la creazione di interfacce utente molto reattive;
- rispetto ai processi i thread si avviano con velocità e sono più veloci anche nel momento in cui si cambia un’attività;
- la creazione di un nuovo thread in un processo già esistente richiede molto meno tempo a confronto ad un processo nuovo.
Conclusioni
In questo articolo abbiamo visto che cos’è il multithreading e in che modo permette di aumentare il rendimento dei processori con convenienza ed intelligenza.
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