Dual core (gestionare cache)
Această intrare sau secțiune despre componentele computerului nu menționează sursele necesare sau sunt insuficiente . |
CPU dual-core și multi-core combină 2 sau mai multe procesoare independente, respectivul cache și controlerul cache într-un singur pachet . Acest tip de arhitectură permite creșterea puterii de calcul fără a crește frecvența de lucru, în avantajul căldurii disipate.
După cum sa discutat deja în elementuldual core (tehnici de construcție) , pentru a obține un procesor multi-core, există diferite abordări de construcție care sunt, de asemenea, prezentate mai jos:
- Single Die
- Die Double
- Die Monolithic
Fiecare dintre aceste abordări are în mod evident avantaje și dezavantaje în comparație cu celelalte, altfel nu s-ar explica de ce ar trebui să coexiste în continuare. Problemele legate de costurile de producție și dificultățile de implementare sunt tratate în articolul menționat anterior ( Dual core (tehnici de implementare) ), diferitele metode de utilizare a cache-ului de ultim nivel sunt ilustrate mai jos (în general L2, dar uneori chiar și L3) de către diferitele nuclee , bazat și pe abordarea constructivă utilizată.
Cache în procesoare cu matriță simplă
Primul procesor dual core de la Intel a fost Pentium D Smithfield construit în conformitate cu cele mai simple abordări de construcție care, de fapt, pentru un singur Die . În acest caz, erau 2 nuclee Prescott (la baza uneia dintre multele etape evolutive ale procesorului Pentium 4 , single core ) „tipărite” una lângă alta pe un singur bloc de siliciu și interconectate.
Deși au fost conectate pentru a face schimb de date reciproc, fiecare dintre cele două nuclee și-a păstrat în continuare independența și, prin urmare, și cache-urile de ultim nivel (care în acest caz erau L2) au fost împărțite și fiecare nucleu avea cache-ul L2 „propriu” și în consecință, numai cu aceasta ar putea avea un fel de acces privilegiat. Tocmai din acest motiv, pentru Smithfield, nu s-a vorbit despre un cache L2 de 2MB, ci despre 2x1MB. Pentru ca un nucleu să poată accesa datele cache ale celuilalt, a fost necesar să se transfere datele pe magistrala de sistem, cu riscul de a le satura. Alegerea acestei implementări în Smithfield, penalizând din punct de vedere al performanței, a fost justificată tocmai de simplitatea relativă de construcție și proiectare.
Cache în procesoarele cu matriță dublă
A doua generație de Pentium D a fost în schimb bazat pe Presler de bază, de data aceasta abordarea urmată de designeri a fost aceea a Die dublu , adică să spunem că miezuri numai independente au fost produse pe siliciu napolitana (în acest caz , toate nucleele de la baza succesorului Prescott Pentium 4 Cedar Mill ) și apoi, odată identificate două nuclee „potrivite” pentru a fi unificate, acestea au fost montate pe același pachet și conectate împreună prin conexiuni externe. Productivitatea acestei abordări este maximă, reducând evident numărul de nuclee care trebuie aruncate, dar în același timp separarea fizică a nucleelor implică două dezavantaje: necesitatea conexiunilor externe și, evident, separarea cache-ului care este nu mai este o alegere.planificare ci un preț de plătit. Primul dezavantaj este de fapt relativ ieftin de depășit, în timp ce al doilea reprezintă încă o limitare intrinsecă a acestei abordări. Nu este o coincidență faptul că toate procesoarele Intel produse în acest mod (pe lângă Presler, vă puteți aminti și Paxville și Dempsey ) au avut neapărat cache separate.
Cache în procesoare la Die Monolithic
După ce am văzut cele două abordări inițiale, folosite de Intel, și am exemplificat avantajele și dezavantajele ambelor, este posibil să vedem cum în procesatoarele dual core ulterioare utilizarea abordării single die s-a bucurat de o inovație profundă, devenind un Die monolitic. . , și , prin urmare , a fost în măsură să profite la maximum de particularitățile sale.
În acest moment este acum clar că cel mai mare neajuns al primelor versiuni de procesoare dual core rezidă tocmai în exclusivitatea cache-ului de ultim nivel și în necesitatea de a transmite date pe sistemul BUS deja ocupat. Primul procesor care a completat acest gol a fost Core Duo Yonah, un procesor dual core mobil în care cache-ul L2 a fost împărțit între cele 2 nuclee. Fiecare nucleu ar putea, prin urmare, accesa totalitatea cache-ului, lăsând sistemul BUS liber, ceea ce ar putea, prin urmare, să se limiteze la transmiterea doar a datelor din și către memoria RAM .
După Yonah, toate procesoarele dual core Intel au început să profite de această caracteristică care evident permite performanțe îmbunătățite, deși la un cost de producție mai mare. Acesta este cazul succesorului lui Yonah, Core 2 Duo Merom , și derivatele sale pentru sectoarele desktop și server, Conroe și Xeon DP Woodcrest , precum și versiunile ulterioare de 45 nm ale procesoarelor menționate, inclusiv Penryn și Wolfdale. ( și nenumăratele lor versiuni ieftine).
Procesoare multi core
Ceea ce s-a spus pentru procesoarele dual core se aplică și procesoarelor multi core în general cu mai mult de 2 nuclee, atâta timp cât sunt realizate în conformitate cu aceeași abordare constructivă. Adică, de exemplu, că în aceste procesoare cache-ul poate fi partajat numai dacă toate nucleele sunt construite împreună într-un singur bloc de siliciu. Deoarece acest lucru s-a întâmplat doar mai târziu cu rafinarea proceselor de producție (primul procesor de acest tip, produs la 45 nm a ajuns la sfârșitul anului 2008 , cu numele Core i7 Bloomfield și bazat pe noua arhitectură Nehalem ) în primul quad core procesoare (4 nuclee) care au fost realizate folosind abordări „hibride”, avantajele și dezavantajele ambelor tehnologii coexistă.
Procesoare multi-core cu abordări hibride
După cum sa menționat mai sus, primele procesoare cu 4 nuclee nu sunt realizate direct cu o abordare de matriță monolitică, deoarece acest lucru ar fi necesitat costuri prea mari. Prin urmare, a fost mult mai convenabil să combinați cele două abordări în felul următor: sunt create două procesoare dual core (de exemplu două Conroe) apoi construite cu tehnologie de matriță monolitică și, ulterior, sunt uniți pe un singur pachet folosind abordarea matriței duble . În acest fel avem procesoare cu 4 nuclee, al căror prim exponent a fost Kentsfield (comercial la baza Core 2 Extreme și Core 2 Quad ) care a fost produs în modul descris tocmai.
Ne întrebăm cum fiecare nucleu accesează memoria cache din acest procesor. Răspunsul este simplu: în Kentsfield există 2 cache-uri L2 separate, fiecare dintre acestea fiind împărțit de o pereche de nuclee, nucleele Conroe.
Elemente conexe
- Cu două nuclee
- Multi core
- Dual core (tehnici de construcție) - Detalii despre construcția fizică a acestor procesoare
