Quais são as vantagens de ter um processador com múltiplos núcleos?

Atualmente é comum encontrar processadores com 4, 6 ou até 8 núcleos, mas até onde ter mais núcleos de processamento influencia o desempenho da máquina? Será que existe alguma vantagem em investir um pouco mais em um processador que tenha mais núcleos disponíveis ou é melhor optar por um modelo com menos cores e uma frequência de operação mais alta?

Em 2005, tanto Intel como AMD perceberam que a única solução viável para aumentar o desempenho de seus processadores era incluir mais núcleos de processamento, pois CPUs com um único núcleo teriam problemas de refrigeração se a sua frequência de operação subisse mais. Em nosso artigo sobre TDP vimos que tanto a temperatura do processador aumenta exponencialmente com o aumento de clock quanto o seu consumo elétrico, gerando instabilidade e superaquecimento que pode ser perigoso o suficiente para queimar a CPU.

As primeiras gerações de processadores dual-core não ofereceram grandes aumentos de desempenho por uma limitação que existe até hoje: falta de otimização por parte do sistema operacional. De nada adiantava ter vários núcleos disponíveis se o SO não conseguia distribuir tarefas corretamente entre eles e assim oferecer um ganho real de velocidade; os aplicativos também precisariam ser reescritos para utilizar todos os cores.

Atualmente temos boa parte dos programas que utilizamos no dia a dia otimizados para utilizar dois ou mesmo quatro núcleos, mas o mesmo não acontece com 6 núcleos ou mais. Aplicações muitos específicas, como editores de imagem e vídeo, programas CAD e jogos são os poucos softwares capazes de tirar proveito de todos os núcleos disponíveis, de forma que o usuário não utilizará 100% da capacidade de seu processador na maioria das tarefas que são executadas no PC, como navegadores web, por exemplo.

O Windows 7 utiliza somente um núcleo por padrão na hora da inicialização, como podemos conferir nesse screenshot abaixo do utilitário MSconfig:

Conforme o tempo passa as empresas fabricantes de software otimizam cada vez mais seu produtos para que utilizem todo o poder de processamento disponível da máquina, o que é uma tarefa mais difícil do que parece por dois motivos principais: a enorme quantidade de configurações de CPU, GPU e memória RAM diferentes, além do fato de que nem toda tarefa que o programa executa pode ser distribuída em partes menores e oferecer ganhos de desempenho.

Quando mudamos de um PC que possui um processador de apenas um núcleo para um outro com um modelo dual-core observamos um enorme ganho de desempenho, mas o mesmo não acontece na mudança de 2 para 4 núcleos ou mais. O recurso multitarefa das CPUs atuais faz com que qualquer modelo dual-core (Intel Core i3 ou Core i5 ou AMD FX-4000 ou A4) seja capaz de lidar com grande parte das tarefas que executamos no PC.

Voltando à pergunta inicial sobre quantidade de núcleos ou frequência de operação, o que compensa mais na verdade depende do aplicativo que o usuários está utilizando. Mais núcleos significa mais capacidade multitarefa, ideal para aqueles que ficam com vários aplicativos abertos ao mesmo tempo, enquanto um clock mais alto é melhor para aqueles que querem mais desempenho na tarefa que está sendo executada no momento. Quando estamos falando de modelos com 4 ou mais núcleos, compensa mais escolhermos pela frequência de operação em computadores domésticos e múltiplos núcleos em servidores.