3. Особенности архитектуры

Идея многоядерного процессора довольно проста: несколько процессоров в одном корпусе, и компьютер получает возможность исполнять несколько программных потоков одновременно. Конкретные её реализации в процессорах AMD и Intel заметно различаются.

Архитектура многоядерных процессоров отличается организацией кэш-памяти L1 и L2:

• общая кэш-память 1-го уровня и разделяемая кэш-память 2-го уровня (расположена на одном с обеими ядрами кристалле и доступна каждому в полном объёме - Intel Core)(Слайд 5).

• общая кэш-память 1-го уровня и индивидуальная кэш-память 2-го уровня (отдельные кэши равного объёма, интегрированные в каждое из ядер). Обмен данными из кэшей L2 между ядрами - через контроллер памяти (интегрированный Athlon 64 X2 или внешний Pentium D).

• индивидуальная кэш-память 1-го уровня и индивидуальная кэш-память 2-го уровня (Opteron) (Слайд 6)

4. Многоядерные процессоры: история возникновения

Основные даты начала эпохи двухъядерных процессоров: (Слайд 7)

1. 1999 год – анонс первого двухъядерного процессора в мире (IBM Power 4 для серверов).

2. 2001 год – начало продаж двухъядерного IBM Power4.

3. 2002 год – почти одновременно AMD и Intel объявляют о создании своих двухъядерных процессоров.

4. 2002 год – выход процессоров Intel Xeon и Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading, обеспечивающей виртуальную двухпроцессорность на одном кристалле.

5. 2004 год – свой двухъядерный процессор выпустила Sun (UltraSPARC IV).

6. 2005 год, 18 марта – Intel выпустила первый в мире двухъядерный процессор архитектуры x86.

7. 2005 год, 21 марта – AMD анонсировала десктопные двухъядерные процессоры Athlon 64 X2 и начала поставки двухъядерных серверных Opteron 8xx.

8. 2005 год, 20-25 мая – AMD начинает поставки двухядерных Opteron 2xx.

9. 2005 год, 26 мая – Intel выпускает двухъядерные Pentium D для массовых ПК.

10. 2005 год, 31 мая – AMD начинает поставки Athlon 64 X2.

11. 2007 год, май - компания IBM выпускает двуядерный Power 6 (65-нм) - самый быстрый на тот момент процессор в мире с тактовой частотой 4,7 ГГц и кэшем второго уровня в 8 Мб.

Эволюция процессоров шла от увеличения количества элементов на кристалле (интегрированность ядра) через рост частоты процессора к росту количества ядер (многоядерности) и идет весьма быстрыми темпами. Так, в ноябре 2008 года компания Dell подтвердила планы выпуска в 2011 году персонального суперкомпьютера с 80-ядерным процессором (Слайд 8). Такие чипы смогут передавать информацию на скорости 1 терабайт / сек.

5. Многоядерные процессоры: производительность

В приложениях, оптимизированных под многопоточность, наблюдается прирост производительности на многоядерном процессоре. Если приложение не оптимизировано, то оно не будет получать практически никакой выгоды от дополнительных ядер, а может даже выполняться медленнее, чем на процессоре с меньшим количеством ядер, но с большей тактовой частотой. Это в основном старые приложения, либо приложения, которым многопоточность не нужна (например, проигрыватель музыки) или вообще невозможна.