Двухъядерные процессоры

Разработка нового поколения ПО для них

Совершенствование собственно многоядерных процессоров

Понятие многоядерности.

Основным направлением производительности процессоров долгое время было повышениетактовой частоты. Однако с увеличением частоты тепловыделение процессоров нелинейно растёт, что в конечном итоге приводит к слишком высоким значениям. Не помогает даже использование более тонких технологических процессов.

Выход был найден в использовании нескольких ядер в одном кристалле. Многоядерность в принципе подобна многопроцессорной системе - использованию нескольких отдельных процессоров в одном компьютере.

Отличие в том, что они находятся на одной подложке или на одном кристалле и либо не полностью независимы (например, использование общей кэш-памяти L1 (См. Рис.1)), либо практически независимы – имеют раздельный кэш (См. Рис.2). При использовании уже имеющегося программного обеспечения, созданного для работы только с одним ядром, это даёт определённый плюс - можно запустить одновременно две ресурсоёмкие задачи. Ускорение одного процесса практически невозможно. Таким образом, многоядерный процессор в принципе работает как одноядерный процессор с возможностью использования нескольких программ одновременно.

Выходом из данной ситуации является разработка нового поколения ПО, способного задействовать несколько ядер одновременно. Этот процесс можно назвать распараллеливанием процессов. Некоторые задачи довольно легко распараллелить. К ним, например, относится кодирование аудио и видео. В его основе лежит набор однотипных потоков, так что заставить их выполняться одновременно – довольно простая задача. Выигрыш многоядерных процессоров в задачах кодирования перед одноядерными аналогами пропорционален количеству этих самых ядер: два ядра – вдвое быстрее, четыре – в четыре раза и так далее. Но подавляющую часть задач распараллелить намного сложнее. В большинстве случаев требуется кардинальная переработка программного кода.

Поэтому основными направлениями развития многоядерных систем являются:

В 1999 г. появилась информация о начале производства 2-ядерных процессоров корпорации IBM - процессоров Power4 для серверов. Это событие повлияло на производителей процессоров семейства х86. В итоге, до­вольно быстро появились сообщения о начале производства двухъядерныхпроцессоров, как от корпорации AMD, так и Intel.

L1

Core 2

Core 1

L2

L2

Рис.1 Двухядерный процессор Intel

L1

L1

L2

L2

Core 2

Core 1

Рис.2 Двухядерный процессор AMD

Корпорация Intel выпустила двухъядерныепроцессоры для настольных ПК типа Intel Pentium D и Intel Pentium Extreme Edition (аналогично поступила затем и корпорация AMD):

· двухъядерный процессор Pentium Extreme Edition поддерживает одновременную обработку четырех потоков команд, имея два физических ядра и два виртуальных процессора. Видимо, это сыграло роль, что из названия была удалена цифра 4.

· двухъядерный процессор Pentium D представляет собой модель массовой серии процессоров для настольных ПК.

Кроме того для серверов корпорация выпускала двухъядерные процессоры Хеоn.

18. Последующие разработки Intel.

Впоследствии компания Intel официально представила два семейства четырехьядерныхпроцессоров:

o серверные Intel Xeon 5300 (Clovertown). В серию Xeon 5300 входили два чипа с частотой 1,6 ГГц и еще два -с 2,66 ГГц. Первые работали с частотой системной шины FSB 1066 МГц, а остальные - с частотой 1333 МГц. Все эти модели имели по 8 Мбайт кэша второго уровня.

o Core 2 Extreme (Kentsfield) для рабочих станций. Для однопроцессорных рабочих станций компания предлагала процессор Core 2\ Extreme QX6700. Его частота равна 2.66 ГГц, объем кэша второго уровня состав­ляет 8 Мбайт.

Среди основных характеристики этих процессоров стоит отметить следующие:

· производство по 65-нм техпроцессу;

· наличие четырёх процессорных ядер;

· поддержка специализированного высокоскоростного межкомпонентного соединения, объединяющего каждый процессор непосредственно с чипсетом.

Дата добавления: 2014-01-11