6. Многоядерные процессоры: наращивание количества ядер

На сегодняшний день основными производителями процессоров — Intel и AMD дальнейшее увеличение числа ядер процессоров признано как одно из приоритетных направлений увеличения производительности.

7. Многоядерные чипы для мобильных устройств

Сфера применения многоядерных процессоров – не только ПК и другие ЭВМ. Создаются также и многоядерные чипы для мобильных устройств. Пример - данные из Википедии (Слайд 9):

• seaForth-24 —24-х ядерный асинхронный контроллер архитектуры Chuck Moore, работающий на частоте 1ГГц.

• Parallax P8X32A 8-и ядерный контроллер имеет восемь 32-разрядных процессоров в одном кристалле.

• Kilocore PowerPC – 1024-х ядерный процессор имеет 1024 8-ми битных ядра, работающих на частоте 125МГц.

8. Многоядерные процессоры: Intel и amd – два подхода

8.1. Первые двухядерные процессоры Intel

При создании многоядерных процессоров для настольных ПК Intel продолжил традиции создания привычных для себя SMP-систем с общей шиной. Выглядит подобная SMP-система чрезвычайно просто: один чипсет, к которому подключается вся оперативная память, и одна процессорная шина, к которой подключены все процессоры (Слайд 10).

Двухъядерный процессор Smithfield имел два обычных ядра, аналогичных одноядерному Prescott, просто расположены они рядом на одном кристалле кремния и электрически подключены к одной (общей) системной шине. Никакой общей схемотехники у этих ядер нет. (Слайд 11)

У каждого ядра Smithfield – свой APIC, вычислительное ядро, кэш-память второго уровня и свой интерфейс процессорной шины (Bus I/F). Ядро Smithfield является монолитным (два ядра образуют единый кристалл процессора).

Следующее поколение настольных процессоров Intel (Presler - 65-нм технология) было еще проще – два одинаковых кристалла одноядерных процессоров (Cedar Mill) в одном корпусе (Слайд 12)

Таким же был и первый серверный процессор Intel данной микроархитектуры (Dempsey). Но если у Smithfield на каждое из ядер приходилось по 1 Мбайт кэш-памяти второго уровня, то у Presler и Dempsey (Слайд 13) было уже по 2 Мбайт на ядро.

Затем у Intel пойдут более сложные по микроархитектуре варианты двухъядерных процессоров:

• Montecito (Слайд 14) (двухъядерный Itanium),

• Yonah (двухъядерный аналог Pentium M) (Слайд 15),

• Paxville для многопроцессорных серверов на базе Intel Xeon MP (Слайд 15).

Такой подход Intel позволил этой корпорации довольно быстро начать производство дешевых и доступных двухъядерников. Организация «системы в целом» у Intel столь же традиционна, сколь и устройство двухъядерного процессора. (Слайд 16).

В ней есть несколько равноправных центральных процессоров (как правило, разделяющих общую шину); есть оперативная память и есть разной степени быстродействия периферия.

Весь этот комплект объединяется в единое целое специальным коммуникационным процессором – «северным мостом» (Northbridge) чипсета. Через него проходят практически все потоки данных.

Подобный централизованный подход, во-первых, отличается относительной простотой, а во-вторых, удобен тем, что в нём каждый компонент компьютера получается узкоспециализированным, и поддающимся модернизации независимо от других компонентов. То есть, с одним и тем же Northbridge можно использовать, различные по своей производительности процессоры и наоборот – меняя Northbridge, можно, использовать с одним и тем же процессором разные типы оперативной памяти. Это преимущество таких SMP-систем одновременно оборачивается и ее огромным недостатком - налицо латентность памяти – замедление ее работы, особенно у систем с большим количеством процессоров (Слайд 17).