Processadores dual-core comportam-se como dois single-core em um único chip. Do ponto de vista de performance, usar dual-core é como fundir dois computadores "pré-multi-core". Dual-core geralmente tem mais vantagens que desvantagens vs. single-core; multi-core (3+ núcleos) tem mais vantagens vs. dual-core. "Multi-core" inclui dual-core, mas costuma associar-se a 3+ núcleos.
Dual-core tende a ter performance melhor. Consegue dividir processamento entre múltiplas unidades. Ganho é mais notável rodando mais de um processo simultâneo. Processador single-core para brevemente ao trocar entre processos/threads, causando queda de performance. Dual-core troca menos entre threads pois lida com duas de vez. Alguns processadores fazem "hyper-threading", comportando-se como se lidassem com duas threads, mas clock speed (velocidade de processamento) não aumenta com hyper-threading.
Single-core geralmente perde em performance vs. dual-core. Porém, single-core com clock significativamente maior (GHz) pode superar dual-core em tarefa única. Ex: 3,8 GHz single-core supera 1,8 GHz dual-core em tarefa única. Alguns programas não são feitos para múltiplos núcleos — 3,8 GHz single-core roda esse programa mais rápido que 3,2 GHz dual-core. Rodar programa single-thread em dual-core é como usar 4 cilindros de motor V8: metade da performance. Single-core pode dar melhor bateria em mobile que dual-core por usar menos eletricidade. Porém, dual-core recentes tendem a ser mais eficientes que single-core antigos.
Espelham vantagens do single-core sobre dual-core: dual-core pode dar melhor bateria em mobile que multi-core de velocidade similar; dual-core com clock maior que multi-core é mais rápido em tarefas não otimizadas para múltiplos núcleos.
Dual-core não lida com tantas tarefas simultâneas tão eficientemente quanto multi-core. Multi-core tem mesmas vantagens sobre dual-core que dual-core tem sobre single-core. CPU com 4 núcleos lida com 4 threads (8 com hyper-threading) simultaneamente, reduzindo necessidade de troca de threads vs. dual-core.
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