Casa > Exposició > Contingut

Història del microprocessador Disseny multicèntric

Mar 09, 2019

Un mètode diferent per millorar el rendiment d’una computadora és afegir processadors addicionals, com en dissenys de multiprocessament simètrics, que han estat populars en servidors i estacions de treball des de principis dels anys noranta. El fet de mantenir-se al dia amb la llei de Moore és cada vegada més difícil, ja que les tecnologies de fabricació de xips aborden els seus límits físics. Com a resposta, els fabricants de microprocessadors busquen altres maneres de millorar el rendiment de manera que puguin mantenir l’impuls d’actualitzacions constants.


Un processador multi-nucli és un sol xip que conté més d'un nucli de microprocessador. Cada nucli pot executar simultàniament les instruccions del processador. Això multiplica el rendiment potencial del processador per la quantitat de nuclis, si el programari està dissenyat per aprofitar més d'un nucli de processador. Alguns components, com ara la interfície del bus i la memòria cau, es poden compartir entre nuclis. Com que els nuclis es troben físicament propers entre si, poden comunicar-se molt més ràpidament que els processadors separats (fora de xip) en un sistema multiprocessador, el que millora el rendiment general del sistema.


El 2001, IBM va introduir el primer processador multi-nucli comercial, el POWER4 monolític de dos nuclis. Les computadores personals no van rebre processadors multi-nucli fins a la introducció de 2005 del Intel Pentium D. de dos nuclis. El Pentium D, no obstant això, no era un processador monolític multicèntric. Va ser construït a partir de dues matrius, cadascuna amb un nucli, empaquetat en un mòdul multi-xip. El primer processador monolític multicèntric del mercat d’ordinadors personals va ser l’AMD Athlon X2, que es va introduir poques setmanes després del Pentium D. A partir del 2012, els processadors de doble i de quatre nuclis s’utilitzen àmpliament en ordinadors domèstics i portàtils. Els processadors de quatre, sis, vuit, deu, dotze i setze nuclis són comuns als mercats professionals i empresarials amb estacions de treball i servidors.


Sun Microsystems ha llançat els xips Niagara i Niagara 2, tots dos amb un disseny de vuit nuclis. El Niagara 2 suporta més fils i opera a 1,6 GHz.


Els processadors Intel Xeon de gamma alta que es troben als sòcis LGA 775, LGA 1366 i LGA 2011 i els processadors de gamma alta AMD Opteron que es troben als sòcis C32 i G34 són capaços de processadors DP (dual processor), així com del nucli Intel més antic. 2 Extreme QX9775 també utilitzat en un Mac Pro més antic per Apple i la placa base Intel Skulltrail. Les plaques base G34 d’AMD poden suportar fins a quatre CPUs i les targetes base LGA 1567 d’Intel poden suportar fins a vuit CPU.


Les computadores d'escriptori moderns donen suport a sistemes amb múltiples CPU, però poques aplicacions fora del mercat professional poden utilitzar bé més de quatre nuclis. Tant Intel com AMD actualment ofereixen CPU d’escriptori quad, hexadecimal i octa ràpida, cosa que fa que els sistemes multi-CPU siguin obsolets per a molts propòsits. El mercat d’escriptori s’ha trobat en una transició cap a CPUs de quatre nuclis, ja que el Core 2 Quad d’Intel va ser llançat i ara són comuns, tot i que les CPU de doble nucli encara són més freqüents. Els ordinadors més antics o mòbils tenen menys probabilitats de tenir més de dos nuclis que els equips de treball més nous. No tots els programes estan optimitzats per a CPUs multi-nucli, cosa que fa que els nuclis més potents siguin preferibles.


AMD ofereix CPUs amb més nuclis per a una determinada quantitat de diners que les CPU d’Intel, que tenen un preu similar, però els nuclis d’AMD són una mica més lents, de manera que els dos intercanvis en diferents aplicacions depenent del bon funcionament dels programes. Per exemple, les CPU quad-core Sandy Bridge més barates d'Intel sovint costen gairebé el doble de les CPU Athlon II, Phenom II i FX més barates d'AMD, però Intel té CPUs de doble nucli en els mateixos preus que AMD. CPUs. En una aplicació que utilitza un o dos fils, les CPU de doble nucli d'Intel superen les mateixes CPU de nucli quadrat de AMD, i si un programa suporta tres o quatre fils, les CPU barates AMD de quatre nuclis superen les CPU de doble nucli amb un preu similar. .


Històricament, AMD i Intel han canviat llocs com a empresa amb la CPU més ràpida diverses vegades. Actualment, Intel porta al costat de l'escriptori del mercat de la CPU de l'ordinador, amb la seva sèrie Sandy Bridge i Ivy Bridge. Als servidors, els nous Opterons d’AMD semblen tenir un rendiment superior al seu preu. Això vol dir que AMD és actualment més competitiva en servidors i estacions de treball de baix i mig que usen amb més eficàcia menys nuclis i fils.


Llevat a l’extrem, aquesta tendència també inclou dissenys de molts temes, amb centenars de nuclis, amb arquitectures qualitativament diferents.