Processadores multi-core: princípios de operação

Processadores multi-core: princípios de operação


Em modernos processadores multi-core em umum cristal de silício contém dois ou mais núcleos computacionais. Nesse caso, cada núcleo é capaz de suportar o cálculo de dois ou mais threads. O uso de processadores multi-core permite acelerar a operação de sistemas operacionais e aplicativos que suportam multithreading.



Processadores multi-core: princípios de operação


Os processadores multi-core sãoProcessadores centrais, que contêm mais de dois núcleos. Esses núcleos podem ser localizados em uma caixa ou em um chip de processador único.

O que é um processador multi-core?

Na maioria das vezes sob processadores multi-coreCompreenda as CPUs nas quais vários núcleos estão integrados em um chip (ou seja, eles estão localizados no mesmo chip de silício). Normalmente, a velocidade do clock em processadores multi-core é deliberadamente subestimada. Isso é feito para reduzir o consumo de energia, mantendo o desempenho do processador necessário. Cada núcleo ao mesmo tempo é um microprocessador de pleno direito, que se caracteriza pelas características de todos os processadores modernos: ele usa um cache de vários níveis, suporta execução adicional de código e comandos vetoriais.

Hyper-threading

Os kernels em processadores multi-core podemSuporte a tecnologia SMT que permite executar cálculos de múltiplos fluxos e criar com base em cada núcleo vários processadores lógicos. Nos processadores que a Intel produz, essa tecnologia é chamada de "Hyper-threading". Graças a isso, você pode duplicar o número de processadores lógicos em comparação com o número de chips físicos. Nos microprocessadores que suportam esta tecnologia, cada processador físico é capaz de manter o estado de dois threads simultaneamente. Para o sistema operacional, isso parecerá ter dois processadores lógicos. Se ocorrer uma pausa no trabalho de um deles (por exemplo, espera que os dados sejam recebidos da memória), outro processador lógico começa a executar seu próprio fluxo.

Tipos de processadores multi-core

Os processadores multi-core são divididos emvários tipos. Eles podem suportar o uso da memória cache compartilhada e podem não suportar. A conexão entre os núcleos é realizada nos princípios de usar um barramento compartilhado, uma rede em canais ponto-a-ponto, uma rede com um switch ou usando um cache compartilhado.

Princípio de operação

A maioria dos modernos processadores multi-corefunciona de acordo com o esquema a seguir. Se um aplicativo executando suportar multithreading, ele pode fazer com que o processador execute múltiplas tarefas ao mesmo tempo. Por exemplo, se o computador usa um processador de 4 núcleos com uma velocidade de clock de 1,8 GHz, o programa pode "carregar" todos os quatro núcleos ao mesmo tempo, com a freqüência total do processador será de 7,2 GHz. Se vários programas estiverem sendo executados ao mesmo tempo, cada um deles pode usar parte dos núcleos do processador, o que também leva ao aumento do desempenho do computador. Muitos sistemas operacionais suportam multi-threading, de modo que o uso de processadores multi-core permite acelerar o seu computador, mesmo no caso de aplicativos que não suportam multithreading. Se considerarmos apenas uma aplicação, o uso de processadores multi-core será justificado apenas se esta aplicação for otimizada para multithreading. Caso contrário, a velocidade do processador multi-core não será diferente da velocidade do processador normal, e às vezes ele funcionará ainda mais devagar.