Dual core (tehnici de fabricație)
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.
Motive pentru trecerea la dual core
În cursul anului 2005, cei doi principali producători de cipuri, Intel și AMD, au fost practic obligați să înceapă tranziția către noul tip de arhitectură, dual core, deoarece a devenit din ce în ce mai dificilă creșterea ceasului procesoarelor tradiționale single core , iar la sfârșitul anului 2006 Intel a dezvăluit și primele cipuri multi-core, cu 4 nuclee.
Fără să ne gândim aici la avantajele și dezavantajele abordării dual / multi core în dezvoltarea procesoarelor, ale căror detalii pot fi găsite în următoarele intrări Dual core și Multi core , sunt ilustrate diferitele metode prin care pot fi create aceste CPU. mai jos.dintre cele mai simple sau cele cu un singur nucleu.
Cum se fac cipuri dual core
În prezent, există 3 metode diferite pentru a crea un cip dual core:
- Single Die
- Die Double
- Die Monolithic
„ Die ” este blocul de siliciu din centrul unui procesor care conține inima de procesare a procesorului, nucleul .
Single Die
Aceasta este o abordare utilizată doar de Intel în producția timpurie de procesoare dual core: singurul procesor care a folosit această abordare a fost Pentium D Smithfield și constă în combinarea a 2 nuclee pe o singură matriță.
Este cu siguranță cea mai simplă abordare și, prin urmare, mai ieftină decât celelalte, de a realiza un cip dual core, dar, evident, este și mai limitativ în ceea ce privește performanța și randamentul producției . De fapt, luând de exemplu cazul lui Smithfield, care este format în principal din 2 nuclee Prescott (la baza uneia dintre multele etape evolutive ale procesorului Pentium 4 , single core ), este posibil să observăm, evident într-un mod foarte într-un mod simplist, cum să-l faceți este suficient să utilizați aceeași mască litografică proiectată pentru procesorul Prescott și să o „imprimați” de două ori pe placheta de siliciu prin interconectarea celor două nuclee astfel create. Cu toate acestea, problema rămâne că, dacă chiar și unul dintre cele 2 nuclee tipărite este defect, întregul cip devine inutilizabil, adică nu poate fi un Pentium D și, prin urmare, ar putea fi revândut ca un simplu Pentium 4 Prescott după dezactivarea unuia dintre două nuclee.
Evoluția tehnicilor de producție a decretat deja „moartea” acestei abordări, care, deși este ușor de implementat, poate fi indirect costisitoare datorită probabilității de a nu avea multe nuclee adiacente pe placheta perfect rapidă. modele dual și multi core folosind celelalte abordări și AMD nu a folosit niciodată această abordare.
Die Double
Această metodă constă în plasarea a 2 matrițe separate fizic pe un singur pachet și ulterior conectarea lor cu conexiuni externe.
Abordarea Die Monolithic este cu siguranță cea mai sofisticată de implementat, dar evident este și cea care garantează cele mai bune performanțe ale unui procesor multi core. Această abordare trebuie anticipată încă din primele etape ale proiectării procesorului și a fost folosită pentru prima dată de Intel pentru Core Duo Yonah și Itanium 2 Montecito . Cel mai mare merit al său este acela că oferă designerilor posibilitatea de a partaja unele unități de procesor; în cel mai simplu caz, această partajare este limitată la cache - ul care este creat într-un singur bloc partajat între toate nucleele (în procesoarele care utilizează celelalte abordări constructive, cache-ul este în mod necesar împărțit în mod egal între nuclee și accesul direct la fiecare cache este rezervat exclusiv nucleului respectiv, care pentru a accesa celelalte trebuie să transmită date pe BUS). În cazuri mai complexe, unitățile partajate pot fi, de asemenea, alte, cum ar fi controlerul de memorie RAM (inițial numai în procesoarele AMD, dar apoi de la sfârșitul anului 2008 și în procesoarele Intel Core i7 Bloomfield , bazate pe noua arhitectură Nehalem ) care împart sarcina între diferitele nuclee etc.
Prin urmare, pare evident că toate cele mai recente proiecte de procesoare multi-core se concentrează mai ales pe utilizarea acestei ultime abordări constructive, rezervându-le pe celelalte (în special cea pentru Die Double), pentru a rezolva nevoi specifice, așa cum este ilustrat în paragraful următor.
Cum se fac cipuri multi core
În mod similar cu diferitele metode descrise tocmai pentru a realiza un cip dual core, chiar și pentru multi nuclee cu mai mult de 2 nuclee este posibil să se utilizeze aceleași abordări diferite. În acest caz, totuși, este posibilă și „combinarea” metodelor de optimizare a producției în funcție de nevoile proiectanților și ale pieței. Iată câteva exemple, legate de simplitate doar sectorului desktop, care au exploatat combinația diferitelor abordări:
- Kentsfield - 2 nuclee dual core ( Conroe ) de 65nm construite fiecare pe Die Monolithic , cuplate cu Die Double pentru un total de 4 nuclee.
- Yorkfield - 2 nuclee dual core ( Wolfdale ) de 45nm construite fiecare pe Die Monolithic , cuplate cu Die Double pentru un total de 4 nuclee. Inițial se părea că ar putea fi 4 nuclee cu un singur nucleu construite pe Die Monolithic , cuplate pe Die Quadruple (varianta Die Double ) pentru un total de 8 nuclee.
La sfârșitul anului 2008, a sosit primul procesor „nativ” cu 4 nuclee care se bazează, așa cum am menționat, pe noua arhitectură Nehalem .
- Bloomfield - 4 nuclee pe Die Monolithic =)
Pârghie a memoriei cache de ultimul nivel
În procesoarele dual core și multi core apare problema cum să profitați de dotarea mare a cache-ului de ultim nivel (de obicei L2, dar uneori și L3) și cum să gestionați accesul de către diferitele nuclee. Diferitele abordări de construcție menționate mai sus au argumente pro și contra în ceea ce privește metodele de utilizare a acestei prețioase memorii suplimentare. Multe dintre aceste aspecte sunt evidențiate în elementul dual core (gestionarea cache-ului) .
