Многоядерный процессор — центральный процессор, содержащий два и более вычислительных ядра на одном процессорном кристалле или в одном корпусе.
Особенности архитектуры
•Во всех существующих на сегодняшний день многоядерных процессорах кэш-память первого уровня у каждого ядра своя, а кэш 2-го уровня существует в нескольких вариантах:
•разделяемый — кэш расположен на одном с обеими ядрами кристалле и доступен каждому из них в полном объеме. Используется в процессорах семейств Intel Core.
•индивидуальный — отдельные кэши равного объема, интегрированные в каждое из ядер. Обмен данными из кэшей L2 между ядрами осуществляется через контроллер памяти — интегрированный (Athlon 64 X2) или внешний (Pentium D).
•В приложениях, оптимизированных под многопоточность, наблюдается двухкратный прирост производительности на двухъядерном процессоре. Однако, если приложение не оптимизировано, то оно не будет получать практически никакой выгоды от дополнительных ядер. Это в основном старые приложения, либо приложения, которым многопоточность не нужна в принципе (например, проигрыватель музыки)
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. Уже освоено производство 4-ядерных процессоров, а в ближайшее время планируется появление первых 8-ядерных инженерных образцов.
Многоядерные контроллеры
•Существует, также, тенденция внедрения многоядерных контроллеров в мобильные устройства.
Например:
•seaForth-24 - новая разработка multi-core MISC архитектуры Chuck Moore 1ГГц 24-х ядерный асинхронный контроллер.
•Контроллер от Parallax [1] имеет восемь 32- разрядных процессоров (COG) в одном кристалле P8X32A.
•Kilocore PowerPC процессор с 1024 8-ми битными ядрами работающими на частоте 125МГц.
AMD Athlon 64 X2 5000 +
Процессор Athlon 64 X2 5000+, выполненный на базе версии с рабочим названием Windsor (Revision F), обладает тактовой частотой ядра 2,60 ГГц, 2 х 128 Кб кэша L1 и 2 х 512 Кб кэша L2. Чип поддерживает шину HyperTransport с тактовой частотой 2 ГГц и оснащён встроенным контроллером памяти с поддержкой 2-канальногрежима модулей
Единые архитектурные построения под сводным
названием Intel Core (ранее - Architecture 101)
[Производительность] = [Тактовая частота] x [Количество
инструкций, выполняемых за один такт]
энергопотребление можно оценить как произведение
динамической ёмкости (соотношение электростатического заряда
проводника к разнице потенциалов между проводниками, обеспечивающими этот заряд) на эффективность исполнения инструкций за такт, квадрат напряжения питания и тактовую
частоту:
[Энергопотребление] = [Динамическая ёмкость] x
[Напряжение] x [Напряжение] x [Тактовая частота]
•Обжегшись на архитектуре NetBurst, которая требовала серьезного увеличения тактовой частоты, Intel изменила подход, и выпустила архитектуру нового поколения - Core 2 Duo. Последняя обеспечивает революционный скачок в производительности, при довольно низком энергопотреблении.
•Буквенные индексы в современной 5- символьной маркировке процессоров Intel X - TDP более 75 Вт
•E - TDP от 50 Вт и выше
•T - TDP в пределах 25 Вт – 49 Вт
•L - TDP в пределах 15 Вт – 24 Вт
•U - TDP порядка 14 Вт и менее
Core 2 Extreme X6800 – 2,93 ГГц, 4 Мб кэша L2, 1066 МГц FSB Core 2 Duo E6600 – 2,4 ГГц, 4 Мб кэша L2, 1066 МГц FSB Core 2 Duo E6400 – 2,13 ГГц, 2 Мб кэша L2, 1066 МГц FSB Core Duo T2500 – 2 ГГц, 2 Мб кэша L2, 667 МГц FSB
Core Duo U2500 – 1,06 ГГц, 2 Мб кэша L2, 533 МГц
Процессоры для настольных ПК
Микроархитектура NetBurst (Pentium 4)
•CedarMill 65 нм Pentium 4
•CedarMill-V 65 нм вариант Celeron
•Smithfield 90 нм вариант Pentium D xx
•Presler 65 нм вариант Pentium D 9xx
Микроархитектура Core (Conroe)
•Conroe 65 нм вариант Core (Merom)
•Allendale Развитие ядра Conroe
•Millville Следующее поколение ядра Conroe
•Wolfdale Следующее поколение ядра Conroe
•Nehalem Новое поколение архитектуры Conroe с поддержкой EM64T