Procesoare multi-core: principii de funcționare

Procesoare multi-core: principii de funcționare


În procesoare moderne multi-core pe unulun cristal de siliciu conține două sau mai multe nuclee computaționale. În acest caz, fiecare miez este capabil să susțină calculul a două sau mai multe fire. Utilizarea procesoarelor multi-core vă permite să accelerați funcționarea sistemelor de operare și a aplicațiilor care suportă multifuncționalitatea.



Procesoare multi-core: principii de funcționare


Sunt procesoare cu mai multe nucleeProcesoare centrale, care conțin mai mult de două nuclee. Astfel de nuclee pot fi amplasate într-o carcasă sau pe un singur cip de procesor.

Ce este un procesor multi-core?

Cel mai adesea, în procesoare multi-coreînțeleg procesoare centrale în care mai multe nuclee integrate într-un singur cip (adică, acestea sunt situate într-un singur cristal de siliciu) frecvența de ceas Convențional în procesoare multicore subestimat în mod intenționat. Acest lucru se face pentru a reduce consumul de energie, menținând în același timp performanța necesară a procesorului. Fiecare nucleu în acest caz este un microprocesor complet, care se caracterizează prin caracteristici ale tuturor procesoarelor moderne - foloseste un cache de mai multe niveluri, acceptă instrucțiuni extraordinare de execuție cod și vectoriale.

Hyper-Threading

Kernel-urile din procesoarele multi-core potSuportă tehnologia SMT care vă permite să executați mai multe calcule de flux și să creați pe baza fiecărui nucleu mai multe procesoare logice. Pe procesoarele pe care Intel le produce, această tehnologie se numește "Hyper-Threading". Datorită acestui fapt, puteți dubla numărul de procesoare logice în comparație cu numărul de chips-uri fizice. În microprocesoare care susțin această tehnologie, fiecare procesor fizic este capabil să mențină starea a două fire simultan. Pentru sistemul de operare, acesta va arata ca are doua procesoare logice. Dacă apare o pauză în activitatea unuia dintre ei (de exemplu, așteaptă ca datele să fie primite din memorie), un alt procesor logic începe să execute propriul stream.

Tipuri de procesoare multi-core

Procesoarele multi-core sunt împărțite înmai multe tipuri. Ei pot să susțină utilizarea memoriei cache partajate și pot să nu accepte. Conexiunea dintre nuclee este realizată pe principiile utilizării unei magistrale comune, a unei rețele pe canale punct-la-punct, a unei rețele cu comutator sau a unei cache-uri partajate.

Principiul de funcționare

Cele mai moderne procesoare multi-corefuncționează în conformitate cu următoarea schemă. Dacă o aplicație care rulează suporta multithreading, poate provoca procesorul să efectueze mai multe sarcini în același timp. De exemplu, dacă computerul utilizează un procesor cu 4 nuclee cu o viteză de 1,8 GHz, programul poate încărca toate cele patru nuclee simultan, cu frecvența totală a procesorului de 7,2 GHz. Dacă mai multe programe rulează simultan, fiecare dintre ele poate utiliza o parte din miezurile procesoarelor, ceea ce duce și la creșterea performanțelor computerului. Multe sisteme de operare suportă multi-threading, astfel încât utilizarea procesoarelor multi-core vă permite să accelerați calculatorul, chiar și în cazul aplicațiilor care nu acceptă multithreading. Dacă luăm în considerare o singură aplicație, utilizarea procesoarelor multi-core va fi justificată numai dacă această aplicație este optimizată pentru multithreading. În caz contrar, viteza procesorului multi-core nu va diferi de viteza procesorului obișnuit și, uneori, va funcționa și mai încet.