Mavzu: Ko’p yadroli protsessorlarning arxitektura turlari

kompyuter foydalanuvchilari tomonidan amalga oshiriladigan tezkor (har doim
o'sib borayotgan!) Talablarga moslashtirishi kerak bo'lsa, hozirda chiplar ishlab
chiqaruvchilari uzoq yo'l oldilar!
Uzoq vaqt davomida an'anaviy hosildorlik yagona yadroli protsessorlar
asosan
soat chastotasining ketma-ket o'sishiga (protsessor ishlashining qariyb 80 foizi soat
chastotasi bilan aniqlangan) va bir chipda tranzistorlar soni bir vaqtning o'zida
ko'payishi natijasida yuzaga keldi. Shu bilan birga, soat chastotasining navbatdagi
tezligi (3.8 gigagertsli soat chastotasi, chiplar o'ta qizib ketgan!) Bir qator
fundamental fizik to'siqlarga asoslangan (chunki texnologik jarayonlar atom
darajasiga juda yaqin: bugungi kunda protsessorlar 45nm texnologiyasidan
foydalanib ishlab chiqarilgan va silikon atomining hajmi taxminan 0.543 nm):
* Birinchidan, kristall o'lchamlari va ortib borayotgan soat chastotasi bilan
tranzistor oqimining oqimi ortadi. Bu esa energiya sarfini oshirish va issiqlik
chiqindilarining oshishiga olib keladi;
* ikkinchidan, xotiraga kirishning kechikishlaridan kelib chiqqan holda, yuqori
chastotali soat tezligi afzalliklari qisman bekor qilinadi, chunki xotiradan
foydalanish vaqti soatning chastotalarigacha mos kelmaydi;
* Uchinchidan, ba'zi ilovalar uchun an'anaviy ketma-ket arxitektorlar "von
Neumann darboğazi" deb ataladigan soat chastotasining ortishi bilan samarasiz
bo'lib qoladi - ketma-ket hisoblash oqimlari natijasida ishlash cheklovlari. Bu
signal chastotasining ortishi bilan bog'liq bo'lgan qo'shimcha darboğaz bo'lgan
signal uzatishni kuchaytiruvchi kechikishlarini oshiradi.
Ko'p protsessorli tizimlardan foydalanish ham keng tarqalgan emas, chunki u
murakkab va qimmatli ko'p protsessorli anakartlarni talab qiladi. Shuning uchun
mikroprotsessorlarning ishlashini boshqa yo'llar bilan yanada takomillashtirishga
qaror qilindi. Superkompyuterlar dunyosidan kelib chiqqan ko'p tarmoqli
kontseptsiya eng samarali yo'nalish sifatida tan olingan - bir nechta buyruqlar
oqimlarining parallel ishlashi. Shunday qilib, Intel bir yadroli protsessorda bir
vaqtning o'zida to'rtta dasturiy ta'minot oqimlarini ishlashga imkon beruvchi ultra-
oqimli ma'lumotlarni qayta ishlash texnologiyasi bo'lgan Hyper-Threading
Technology (HTT) bilan tug'ilgan. Hyper-threading talab qilinadigan ilovalarning
samaradorligini sezilarli darajada oshiradi (masalan, audio va videolarni tahrirlash,
3D-modellashtirish bilan bog'liq), shuningdek, OSni ko'p ishlov berish rejimida
ishlatish.
Hyper-threading bilan ishlaydigan Pentium 4 protsessori ikkita mantiqiy yadroga
bo'linadigan bir jismoniy yadroga ega, shuning uchun operatsion tizim uni ikki xil
protsessor sifatida belgilaydi.
Hyper-threading aslida bitta chipda ikkita jismoniy yadroli protsessorlarni yaratish
uchun tebranish paneli bo'ldi. 2 yadroli yadroli ikkita yadro (ikkita protsessor!)
Parallel ishlaydi, bu esa past soat chastotasi bilan ko'proq ishlash imkonini beradi,
chunki ikkita mustaqil buyruqlar oqimi bir vaqtning o'zida (bir vaqtning o'zida!)
Amalga oshiriladi.
Protsessor bir vaqtning o'zida bir nechta dasturiy ta'minot ishlarini bajarish
qobiliyatiga ish zarralari darajasida parallellik (TLP) deb ataladi. TLPga bo'lgan
ehtiyoj muayyan vaziyatga bog'liq (ba'zi hollarda bu shunchaki foydasizdir!).
Fon-Neumann me'morchiligini takomillashtirishning bosqichlaridan biri
-