Dom > Razstava > Vsebine

Zgodovina mikroprocesorja Večslojni modeli

Mar 09, 2019

Drugačen pristop k izboljšanju zmogljivosti računalnika je dodajanje dodatnih procesorjev, kot v simetričnih večprocesnih modelih, ki so bili priljubljeni v strežnikih in delovnih postajah od zgodnjih devetdesetih let prejšnjega stoletja. Spremljanje Moorovih zakonov postaja vse bolj zahtevno, saj se tehnologije izdelave čipov približujejo njihovim fizičnim mejam. V odgovor proizvajalci mikroprocesorjev iščejo druge načine za izboljšanje zmogljivosti, da lahko ohranijo zagon nenehnih nadgradenj.


Večjedrni procesor je en sam čip, ki vsebuje več kot eno mikroprocesorsko jedro. Vsako jedro lahko istočasno izvaja vzporedna navodila za procesor. To učinkovito poveča potencialno zmogljivost procesorja glede na število jeder, če je programska oprema zasnovana tako, da izkoristi več kot eno procesorsko jedro. Nekatere komponente, kot so vmesnik vodila in predpomnilnik, se lahko delijo med jedri. Ker so jedra fizično blizu drug drugemu, lahko komunicirajo drug z drugim veliko hitreje kot ločeni (off-chip) procesorji v večprocesorskem sistemu, kar izboljša celotno delovanje sistema.


Leta 2001 je IBM predstavil prvi komercialni večjedrni procesor, monolitno dvojedrno POWER4. Osebni računalniki niso prejeli večjedrnih procesorjev do uvedbe dvojedrnega Intel Pentium D. leta 2005. Pentium D pa ni bil monolitni večjedrni procesor. Zgrajena je bila iz dveh matric, od katerih vsaka vsebuje jedro, pakirano na modulu z več čipi. Prvi monolitni večjedrni procesor na trgu osebnih računalnikov je bil AMD Athlon X2, ki je bil uveden nekaj tednov po Pentium D. Od leta 2012 se dual-in quad-core procesorji pogosto uporabljajo v domačih osebnih računalnikih in prenosnih računalnikih. Quad-, šest-, osem-, deset-, dvanajst- in šestnajst-jedro procesorji so pogosti v poklicnih in podjetniških trgih z delovnimi postajami in strežniki.


Sun Microsystems je izdal Niagara in Niagara 2 čipov, oba pa imata osemjedrno zasnovo. Niagara 2 podpira več niti in deluje pri 1,6 GHz.


Vrhunski procesorji Intel Xeon, ki so na vtičnicah LGA 775, LGA 1366 in LGA 2011 ter vrhunski procesorji AMD Opteron, ki so na vtičnicah C32 in G34, so sposobni za DP (dvojni procesor) in starejši Intel Core 2 Extreme QX9775 se uporablja tudi v starejšem Apple Pro, ki ga je razvil Apple in Intel Skulltrail matično ploščo. AMD-ove matične plošče G34 lahko podpirajo do štiri procesorje, Intelove LGA 1567 matične plošče pa lahko podpirajo do osem procesorjev.


Sodobni namizni računalniki podpirajo sisteme z več procesorji, vendar pa lahko le nekaj aplikacij izven profesionalnega trga dobro izkoristi več kot štiri jedra. Intel in AMD trenutno nudita hitre quad, hex in octa jedrne procesorje, zaradi česar so multi-CPU sistemi zastareli za številne namene. Trg za namizne računalnike je bil v prehodu na štiri-jedrne procesorje, saj je bil Intel Core 2 Quad izdan in je zdaj pogost, čeprav so dvojezični procesorji še vedno bolj razširjeni. V starejših ali mobilnih računalnikih je manj verjetno, da bodo imeli več kot dve jedri kot novejša namizja. Vsa programska oprema ni optimizirana za večjedrne procesorje, zato je zaželeno manj in bolj zmogljivih jeder.


AMD ponuja procesorje z več jedri za dano količino denarja kot Intelovi procesorji, ki imajo podobno ceno, vendar so AMD-jeva jedra nekoliko počasnejša, tako da dve različni aplikaciji vplivata na različne aplikacije, odvisno od tega, kako dobro se izvajajo programi. Intelova najcenejša quad-core procesorja Sandy Bridge pogosto stane skoraj dvakrat toliko kot štiričerne procesorje AMD Athlon II, Phenom II in FX, vendar ima Intel dvojedrne procesorje v enakem cenovnem razredu kot AMD-jev cenejši quad-core. CPU. V aplikaciji, ki uporablja eno ali dve niti, Intelove dual-core procesorje presegajo AMD-jeve podobne cene procesorjev s štirimi jedri - in če program podpira tri ali štiri niti, poceni procesorji AMD s štirimi jedri presegajo dvojedrne procesorje Intel z enakimi cenami .


V preteklosti so AMD in Intel večkrat zamenjali mesta kot podjetje z najhitrejšo CPU. Intel trenutno vodi na trgu namiznih procesorjev, s svojimi serijami Sandy Bridge in Ivy Bridge. Zdi se, da imajo novi strežniki AMD v svojih strežnikih odlične zmogljivosti za svojo ceno. To pomeni, da so AMD trenutno bolj konkurenčni na nizko do srednje velikih strežnikih in delovnih postajah, ki učinkoviteje uporabljajo manj jeder in niti.


V skrajni meri ta trend vključuje tudi številne modele z več sto jedri, s kvalitativno različnimi arhitekturami.