Mult procesoare nucleare sunt unități centrale de procesare care conțin mai mult de două nuclee de calcul. Astfel de nuclee pot fi localizate atât în \u200b\u200bacelași pachet, cât și pe același cip de procesor.
Ce este un procesor multi-core?
Cel mai adesea, procesoarele multicore sunt înțelese ca procesoare centrale în care mai multe nuclee de calcul sunt integrate într-un singur microcircuit (adică sunt situate pe un singur cristal de siliciu).
Ce trebuie să știm atunci când alegem un procesor. Prin urmare, este foarte important ca. procesor de jocCel pe care l-am ales a avut multiplicatorul deblocat, astfel încât să putem face acest lucru cu ceasul și să obținem frecvențe mai mari și, prin urmare, viteză mai mare. Având în vedere acest lucru, vom trece la sugestiile noastre pentru a vă ajuta să alegeți.
Gama mică: oferte ieftine și satisfăcătoare. Aceasta este baza pentru ca cineva să înceapă cu bugetul pe care îl are și în viitor va putea să își actualizeze sistemul. Mid Range: Vom obține piese mai puternice pe care le puteți aștepta cu nerăbdare în următorii câțiva ani.
Obișnuit frecvența ceasului este subestimat în mod deliberat în procesoarele multi-core. Acest lucru se face pentru a reduce consumul de energie, menținând în același timp performanța necesară a procesorului. În același timp, fiecare miez este un microprocesor cu drepturi depline, care se caracterizează prin caracteristicile tuturor procesoare moderne - folosește o memorie cache cu niveluri, acceptă executarea codului în afara comenzii și comenzi vectoriale.
Comentează mai mult. Se pare că viteza este „corectă”, așa că fii atent pe această pistă! Continuând, vedem performanța procesorului în parametrii de referință de redare, ceea ce înseamnă că mai multe nuclee pot fi utilizate pentru a crea o scenă. Printre acestea se numără codificarea video.
Specificațiile procesorului
Lista va fi îmbogățită cu mai multe programe în următoarele zile. Desigur, abordarea de bază a întregii chestiuni nu se schimbă, așa că vom începe în consecință, astfel încât să puteți găsi cu ușurință calea de la un punct înainte. Inevitabil, atunci când alegeți un procesor, vă confruntați cu o problemă de viteză și cu nuclee disponibile. Desigur, viteza nu este aceeași cu performanța aici, ci o combinație de lucruri.
Hiper-filetare
Nucleurile din procesoarele multicore pot suporta SMT, care permite executarea mai multor fire de calcul și procesoare logice multiple pe nucleu. La procesoarele Intel, această tehnologie se numește „Hyper-threading”. Vă permite să dublați numărul de procesoare logice față de numărul de jetoane fizice. În microprocesoarele care acceptă această tehnologie, fiecare procesor fizic este capabil să mențină starea a două fire simultan. Pentru sistem de operare se va părea că există două procesoare logice. Dacă apare o pauză în lucrarea unuia dintre ei (de exemplu, așteaptă primirea datelor din memorie), celălalt procesor logic începe să-și execute propriul fir.
De obicei, veți găsi procesoare cu 2, 4, 6 sau 8 nuclee. Fiecare nucleu poate funcționa autonom pentru a gestiona propria încărcare de date. Fiecare nucleu poate efectua unul sau două cicluri de procesare. În esență, spunem că are un fir sau două. În acest caz, performanța nu este dublă față de cea a unui procesor care nu acceptă această funcționalitate, iar diferitele profituri pe care le obțineți variază în funcție de proces și aplicație. Desigur, întotdeauna are sens să luăm în considerare viteza în combinație cu numărul de nuclee.
Tipuri de procesoare multi-core
Procesoarele multi-core sunt clasificate în mai multe tipuri. Acestea pot sau nu să accepte utilizarea cache-ului partajat. Comunicarea între nuclee este implementată utilizând o magistrală partajată, o rețea punct-la-punct, o rețea cu un comutator sau o memorie cache partajată.
De obicei, procesoarele multi-core au un plafon mai mic pentru viteza nominală pe core din motive practice, cum ar fi menținerea căldurii la niveluri rezonabile etc. totuși, ceea ce contează este performanța generală, puterea generală a procesorului. Cache-ul nu este ceva care este adesea în prim plan sau luat în considerare atunci când alegeți un procesor. Dar asta trebuie să fie pentru că poate face diferența. Este o memorie statică localizată în procesor în sine și utilizată ca piesă intermediară de date pentru procesare.
Cu cât este mai multă memorie, cu atât procesorul are întotdeauna mai multe date. La procesoare, problema consumului este importantă, nu doar pentru că afectează factura de energie electrică pe care o veți plăti pe termen lung. De obicei, procesoarele se deplasează între 20W și 140W. Dacă vorbim despre laptopuri, atunci scala este diferită, începe și se termină mai jos, adică pe de altă parte, atunci când cumpărați un laptop, nu aveți aceeași libertate de alegere a procesoarelor, așa că vom folosi modelele desktop în acest sens.
Principiul de funcționare
Majoritatea procesoarelor multi-core moderne funcționează conform următoarei scheme. Dacă aplicația care rulează acceptă multithreading, poate forța procesorul să execute mai multe sarcini în același timp. De exemplu, dacă computerul folosește un procesor cu 4 nuclee cu o viteză de ceas de 1,8 GHz, programul poate „încărca” toate cele patru nuclee cu lucru, în timp ce frecvența totală a procesorului va fi de 7,2 GHz. Dacă mai multe programe rulează simultan, fiecare dintre ele poate folosi o parte din nucleele procesorului, ceea ce duce la creșterea performanței computerului.
Cu cât consumul este mai mare, cu atât procesorul este mai eficient în practică. Desigur, unele lucruri sunt evaluate după câtă putere adaugă fiecare watt la set, deși la acest nivel vorbim despre eficiență, adică cât de bine este utilizat curentul dorit.
Cu toate acestea, toate acestea sunt importante, deoarece majoritatea waților înseamnă mai multă căldură la locul de muncă. Acest lucru afectează compoziția sistemului pe care încercați să-l realizați pe baza procesorului pe care îl alegeți, deoarece a dat cumva în calcul ce tip de sursă de alimentare ați avea nevoie. În plus, pe baza căldurii sale, veți alege cu siguranță un sistem de răcire, dimensiunea și dimensiunea ventilatorului, dimensiunea și tipul cutiei, eventual răcirea cu apă etc. dacă aveți chiar overclocking, veți obține și mai multă căldură și consum, așa că trebuie să cântăriți totul în consecință.
Multe sisteme de operare acceptă multithreading, astfel încât utilizarea procesoarelor multicore vă poate accelera computerul chiar și în cazul aplicațiilor care nu acceptă multi-threading. Dacă luăm în considerare funcționarea unei singure aplicații, atunci utilizarea procesorelor multi-core va fi justificată numai dacă această aplicație este optimizată pentru multithreading. În caz contrar, viteza unui procesor multi-core nu va diferi de cea a unui procesor convențional și, uneori, va funcționa și mai lent.
Fiecare companie are familii de procesoare în funcție de tipul de utilizare pentru care sunt concepute. În acest fel, vă vom explica unde vizează fiecare dintre aceste familii, astfel încât să știți unde ar trebui să începeți să vă căutați afacerea. Un pas mai sus, veți găsi un nume bine cunoscut, viteze nominale mai mari și productivitate mai mare. Este doar sinele lor mai bun și mai rapid. Din această familie și mai sus, ne confruntăm cu cea mai recentă arhitectură, mai mult performanta ridicata pe unitate de timp și performanță bună pentru muncă și joc, capabil să îndeplinească o cotă de piață bună atunci când cerințele nu sunt ridicate.
Procesor multi-core - procesorcare conține două sau mai multe nuclee de calcul pe un cip de procesor sau într-un singur pachet.
Printre procesoarele multi-core din acest moment, se poate distinge
* procesoare concepute în principal pentru încorporate și aplicatii mobile, în care s-a acordat multă atenție dezvoltatorilor mijloacelor și metodelor de reducere a consumului de energie (SEAforth (SEAforth24, seaforth40), Tile (Tile36, Tile64, Tile64pro), AsAP-II, CSX700);
Procesoarele sunt binare, deci acceptă 4 fire. În prima, avem procesoare quad core cu 8 fire. În al doilea, avem acum 6 sau 10 nuclee, cu 12 și respectiv 20 de fire. Aceste procesoare sunt excelente pentru munca de birou și automatizare. Sunt patru, dar productivitatea lor pe unitate de timp este de așa natură încât nu se traduce prin productivitate ridicată.
Mai bine este familia, care oferă 6 nuclee și foarte performanță bună... Este minunat pentru jocuri, dar este chiar mai bun pentru aplicațiile care utilizează mai multe nuclee și multi-threading. Acum sunteți cu siguranță orientat. Așa că este timpul să puneți familiile din jurul vostru în cartierul dvs. și să construiți totul în jurul lor.
* procesoare pentru calculatoare sau stații grafice, unde problemele legate de consumul de energie nu sunt atât de critice ( gPU-uri, de exemplu, procesoarele NVIDIA din seria g80, proiectul Intel Larrabee, procesorul Cell de la IBM poate fi parțial inclus aici, deși numărul de nuclee este relativ scăzut);
* așa-numitele procesoare. mainstream - conceput pentru server, stații de lucru și computere personale (AMD, Intel, Sun);
- Numărul de nuclee (Numărul de nuclee. Nucleul este un cristal de siliciu cu o suprafață de aproximativ un centimetru pătrat, pe care este implementată o diagramă schematică a procesorului, așa-numita arhitectură, prin intermediul unor elemente logice microscopice. Fiecare nucleu este perceput de sistem ca un procesor separat, independent, cu tot setul necesar de funcții. )
Frecvența ceasului (ciclul este operația elementară pe secundă pe care o poate efectua un procesor. Prin urmare, numărul de cicluri este o măsură a numărului de operații pe secundă de timp pe care procesorul le poate procesa. Unitatea acestui parametru este Gigahertz GHz.)
Memoria cache (memoria încorporată direct în procesor și utilizată pentru stocarea și accesarea datelor utilizate frecvent se numește memorie cache. Este împărțită în mai multe niveluri - L1, L2 și L3. Nivelul mai ridicat de memorie cache are o cantitate mai mare, dar mai puțin acces la date de mare viteză.)
Adâncimea de biți (determină cantitatea de informații care poate fi schimbată între procesor și RAM într-un ciclu de ceas. Acest parametru este măsurat în biți. Parametrul de adâncime de biți afectează cantitatea posibilă memorie cu acces aleator - Un procesor pe 32 de biți poate funcționa numai cu 4 GB RAM.)
Performanţă
Consum de energie
Dimensiuni
Costul
Clase de sarcini pentru care sunt concepute
Caracteristicile comparative ale performanței procesorului, consumului de energie și ratele de schimb de date sunt prezentate în tabele
(Mflops reprezintă un milion de operații în virgulă mobilă pe secundă)
Structura conexiunilor inter-core și organizarea subsistemului de memorie, în special memoria cache, aduc, de asemenea, o contribuție semnificativă la performanța generală a procesorului și la eficiența acestuia.
Procesor CSX700
Arhitectura procesorului CSX700 a fost concepută pentru a aborda așa-numita problemă de dimensiune, greutate și putere (SWAP), care este de obicei centrală pentru aplicațiile încorporate de înaltă performanță. Prin integrarea procesoarelor, interfețelor de sistem și a memoriei de corectare a erorilor la bord, CSX700 oferă o soluție eficientă din punct de vedere al costurilor, fiabilă și puternică pentru a satisface cerințele aplicațiilor actuale.
Arhitectura procesorului este optimizată pentru paralelism masiv de date și este proiectată cu un grad ridicat de eficiență și fiabilitate. Arhitectura se concentrează pe procesarea inteligentă a semnalului și procesarea imaginilor în domeniile timp și frecvență.
Cristalul CSX700 conține 192 de înaltă performanță nucleele procesorului, memorie tampon încorporată de 256 kB (două bănci de 128 kB), cache de date și cache de instrucțiuni, protecție ECC internă și memorie externa, controler DMA încorporat. Tehnologia ClearConnect NoC este utilizată pentru a furniza rețele on-chip și inter-chip (Fig. 11).
Procesorul este format din două module MTAP relativ independente (MultiThreaded Array Processor) care conțin cache-uri de instrucțiuni, cache-uri de date, unități de control pentru elemente de procesare și un set de 96 de nuclee de calcul (Fig. 12).
Figura: 12. Structura blocului MTAP
Fiecare nucleu are un bloc dublu de calcule în virgulă mobilă (sunt acceptate adunarea, multiplicarea, divizarea, rădăcina pătrată, numerele de precizie simplă și dublă), 6 KB de memorie RAM de înaltă performanță, fișier de registru de 128 de octeți. Sunt acceptate spațiul de adrese virtuale pe 64 de biți și realul pe 48 de biți.
Specificații procesor:
frecvența de ceas a nucleelor \u200b\u200beste de 250 MHz;
96 GFlops pentru date de precizie duble sau simple;
suportă 75 GFlops în testul de multiplicare a matricii cu precizie dublă (DGEMM);
efectuarea operațiunilor întregi 48 ShAO;
disipare de putere 9 W;
lățime de bandă a autobuzelor de memorie internă 192 GB / s;
două magistrale de memorie externe de 4 GB / s;
rata de schimb de date între procesoare individuale 4 GB / s;
interfețe PCIe, 2 DDR2 DRAM (64 de biți).
Proiectat pentru sisteme cu putere redusă, procesor dat funcționează la o viteză de ceas relativ redusă și are un mecanism de control al frecvenței care ajustează performanța aplicațiilor într-un mediu specific de putere și termic.
CSX700 este susținut de un mediu de dezvoltare profesională (SDK) bazat pe tehnologia Eclipse cu instrumente de depanare vizuală bazate pe un compilator ANSI C optimizat cu extensii pentru programare paralelă. În plus față de biblioteca standard C, există un set de biblioteci optimizate cu funcții precum FFT, BLAS, LAPACK etc.
Modern procesoare Intel și AMD
Piața procesorului modern este împărțită la doi concurenți principali - Intel și AMD.
Procesoarele Intel sunt considerate astăzi cele mai productive, datorită familiei Core i7 Ediție extremă... În funcție de model, acestea pot avea până la 6 nuclee simultan, viteze de ceas de până la 3300 MHz și până la 15 MB cache L3. Cele mai populare nuclee din segmentul procesorului desktop se bazează pe Intel - Ivy Bridge și Sandy Bridge.
Procesoarele Intel folosesc tehnologii proprietare proprietare pentru a îmbunătăți eficiența sistemului.
1. Filetare Hyper - Datorită acestei tehnologii, fiecare nucleu fizic al procesorului este capabil să proceseze simultan două fire de calcul, rezultă că numărul de nuclee logice se dublează de fapt.
2. Turbo Boost - Permite utilizatorului să overclockeze automat procesorul fără a depăși limita maximă permisă temperatura de lucru miezuri.
3. Intel QuickPath Interconnect (QPI) - magistrala inelară QPI conectează toate componentele procesorului, minimizând astfel toate întârzierile posibile de comunicare.
4. Tehnologie de vizualizare - Suport hardware pentru soluții de virtualizare.
5. Intel Execute Disable Bit - Practic program antivirus, oferă protecție hardware împotriva posibilelor atacuri de virus pe baza tehnologiei de depășire a bufferului.
6. Intel SpeedStep-Tool care vă permite să modificați nivelul de tensiune și frecvența în funcție de sarcina procesorului.
Core i7 - în prezent linia de top a companiei
Core i5 - performanță ridicată
Core i3 - preț scăzut, performanță ridicată / medie
Cel mai procesoare rapide AMD este încă mai lent decât cele mai rapide procesoare Intel (date din noiembrie 2010). Dar datorită raportului bun calitate-preț, procesoare AMD, în special pentru computerele desktop, sunt o alternativă excelentă la procesoarele Intel.
Pentru procesoarele Athlon II și Phenom II, nu doar viteza ceasului este importantă, ci și numărul de nuclee ale procesorului. Athlon II și Phenom II, în funcție de model, pot avea două, trei sau patru nuclee. Modelul cu șase nuclee este doar seria Hig-end Phenom II.
Majoritatea procesoarelor AMD moderne acceptă următoarele tehnologii în mod implicit:
1. AMD Turbo CORE - Această tehnologie este concepută pentru a regla automat performanța tuturor nucleelor \u200b\u200bprocesorului prin overclocking controlat (o tehnologie similară de la Intel se numește TurboBoost).
2. AVX (Advanced Vector Extensions), XOP și FMA4 - Un instrument care are un set extins de comenzi special concepute pentru a funcționa cu numere în virgulă mobilă. Un set de instrumente util fără echivoc.
3. AES (Advanced Encryption Standard) - În aplicațiile software care utilizează criptarea datelor, îmbunătățește performanța.
4. Vizualizare AMD (AMD-V) - Această tehnologie de virtualizare ajută la partajarea resurselor unui computer între mai multe mașini virtuale.
5. AMD PowcrNow! - Tehnologie de gestionare a energiei. Ele ajută utilizatorul să obțină câștiguri de performanță prin activarea și dezactivarea dinamică a unei părți din procesor.
6. Bit NX - Tehnologie antivirus unică pentru a ajuta la prevenirea infecției calculator personal anumite tipuri de programe malware.
Utilizare în GIS
Sistemele de informații geografice sunt instrumente multifuncționale pentru analiza datelor tabulare, textuale și cartografice, demografice, statistice, terestre, municipale, adrese și alte informații. Procesoarele multi-core sunt necesare pentru procesarea rapidă a diferitelor tipuri de informații, deoarece accelerează și distribuie în mod semnificativ activitatea programelor.
CONCLUZIE
Trecerea la procesoare multi-core devine principalul obiectiv pentru îmbunătățirea performanței. În prezent, cel mai frecvent este considerat a fi procesoare cu 4 și 6 nuclee. Fiecare nucleu este perceput de sistem ca un procesor independent, independent, cu tot setul necesar de funcții. Tehnologia procesoarelor multi-core a făcut posibilă paralelizarea operațiunilor de calcul, în urma cărora indicatorul de viteză al computerului a crescut.
http://www.intuit.ru/department/hardware/mcoreproc/15/
http://kit-e.ru/articles/build_in_systems/2010_2_92.php
http://softrew.ru/instructions/266-sovremennye-processory.html
http://it-notes.info/centralnyj-processor/
http://www.mediamarkt.ru/mp/article/AMD,847020.html
Avantajele procesoarelor multi-core
Capacitatea de a distribui munca programelor, de exemplu, principalele sarcini ale aplicațiilor și sarcinile de fundal ale sistemului de operare, pe mai multe nuclee;
Creșteți viteza programelor;
Procesele intensive din punct de vedere computerizat sunt mult mai rapide;
Utilizarea mai eficientă a aplicațiilor multimedia solicitante din punct de vedere al calculației (de exemplu, editoare video);
Consum redus de energie;
Munca utilizatorului PC-ului devine mai confortabilă;