แกนประมวลผลมีความแตกต่างกันอย่างไร โปรเซสเซอร์สมาร์ทโฟนแปดคอร์ดีกว่าสี่คอร์อย่างไร

...ในกระบวนการพัฒนาจำนวนคอร์ก็จะเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ

(นักพัฒนาของอินเทล)

ประวัติโดยย่อเกี่ยวกับการแข่งขัน "นิวเคลียร์" ของผู้ผลิตชิป หรือวิธีที่โปรเซสเซอร์กลายเป็น

1999 – 2-core ตัวแรกของโลก ซีพียู– เซิร์ฟเวอร์ RISC-ซีพียู ไอบีเอ็ม พาวเวอร์ 4.

ยุคของโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว!

2544– เริ่มจำหน่ายโปรเซสเซอร์ 2 คอร์ ไอบีเอ็ม พาวเวอร์ 4.

2545– บริษัทประกาศถึงโอกาสในการใช้คอร์สองตัวในโปรเซสเซอร์สถาปัตยกรรม K8 เอเอ็มดี. เกือบจะพร้อมกันก็มีการกล่าวถ้อยคำที่คล้ายกันโดย อินเทล.

ธันวาคม 2545– เดสก์ท็อปเครื่องแรกออกมา อินเทล เพนเทียม 4รองรับเทคโนโลยี 2 คอร์ "เสมือน" ไฮเปอร์เธรดดิ้ง.

2547 – ไอบีเอ็มเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 2-core รุ่นที่สอง - ไอบีเอ็ม พาวเวอร์ 5. แต่ละแกน กำลัง 5รองรับการดำเนินการพร้อมกันของสองเธรดโปรแกรม (นั่นคือมันติดตั้งอะนาล็อก ไฮเปอร์เธรดดิ้ง).

18 เมษายน 2548 – อินเทลเปิดตัวโปรเซสเซอร์เดสก์ท็อป Dual-Core ตัวแรกของโลก Pentium Extreme รุ่น 840(รหัสชื่อ - สมิธฟิลด์). ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 90 นาโนเมตร

21 เมษายน 2548 – เอเอ็มดี แอธลอน 64 X2(รหัสชื่อ - โตเลโด) ด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาตั้งแต่ 2.0 ถึง 2.4 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 90 นาโนเมตร

1 สิงหาคม 2548 – เอเอ็มดีเปิดตัวกลุ่มผลิตภัณฑ์โปรเซสเซอร์ 2 คอร์ แอธลอน 64 X2(รหัสชื่อ - แมนเชสเตอร์) ด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาตั้งแต่ 2.0 ถึง 2.4 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 90 นาโนเมตร

ในช่วงครึ่งหลังของปี 2548 อินเทลปัญหา:

เพนเทียม ดี 8**(รหัสชื่อ - สมิธฟิลด์) ด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาตั้งแต่ 2.8 ถึง 3.2 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 90 นาโนเมตร โปรเซสเซอร์ 2 คอร์ เพนเทียม ดี– เหล่านี้เป็นสองคอร์อิสระที่รวมกันบนเวเฟอร์ซิลิคอนอันเดียว แกนประมวลผลขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรม เน็ตเบิร์สทโปรเซสเซอร์ เพนเทียม 4;

– กลุ่มผลิตภัณฑ์โปรเซสเซอร์ 2 คอร์ เพนเทียม ดี 9**(รหัสชื่อ - เพรสเลอร์) ด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาตั้งแต่ 2.8 ถึง 3.4 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 65 นาโนเมตร (ควรสังเกตว่าวิศวกร อินเทลใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีการผลิตขนาด 65 นาโนเมตร ซึ่งช่วยให้มีพื้นที่ดายน้อยลงหรือจำนวนทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้น)

23 พฤษภาคม 2549 – เอเอ็มดีเปิดตัวกลุ่มผลิตภัณฑ์โปรเซสเซอร์ 2 คอร์ แอธลอน 64 X2(รหัสชื่อ - วินด์เซอร์) ด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาตั้งแต่ 2.0 ถึง 3.2 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 90 นาโนเมตร

27 กรกฎาคม 2549- บริษัท อินเทล อินเทลคอร์ 2 ดูโอ(รหัสชื่อ - คอนโร) ด้วยความถี่สัญญาณนาฬิกา 1.8 – 3.0 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 65 นาโนเมตร

27 กันยายน 2549 – อินเทลสาธิตต้นแบบของโปรเซสเซอร์ 80 คอร์ สันนิษฐานว่าการผลิตจำนวนมากของโปรเซสเซอร์ดังกล่าวจะเป็นไปได้ไม่ช้ากว่าการเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีกระบวนการ 32 นาโนเมตร (สันนิษฐานในปี 2010)

พฤศจิกายน 2549 – อินเทลเปิดตัวกลุ่มผลิตภัณฑ์โปรเซสเซอร์ 4 คอร์ อินเทล คอร์ 2 ควอด Q6***(รหัสชื่อ - เคนท์สฟิลด์) ด้วยความถี่สัญญาณนาฬิกา 2.4 – 2.6 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 65 นาโนเมตร อันที่จริงมันเป็นการประกอบกันของคริสตัลสองอัน คอนโรในอาคารแห่งหนึ่ง

5 ธันวาคม 2549 – เอเอ็มดีเปิดตัวกลุ่มผลิตภัณฑ์โปรเซสเซอร์ 2 คอร์ แอธลอน 64 X2(รหัสชื่อ - บริสเบน) ด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาตั้งแต่ 1.9 ถึง 2.8 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 65 นาโนเมตร

10 กันยายน 2550 – เอเอ็มดีเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 4 คอร์เนทิฟ (ในรูปแบบของชิปตัวเดียว) สำหรับเซิร์ฟเวอร์ ออปเทอรอน AMD Quad-Core(รหัสชื่อ - บาร์เซโลนา). ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 65 นาโนเมตร

19 พฤศจิกายน 2550 – เอเอ็มดีเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 4 คอร์สำหรับคอมพิวเตอร์ที่บ้าน AMD Quad-Core ฟีนอม. ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 65 นาโนเมตร

พฤศจิกายน 2550- บริษัท อินเทลเปิดตัวกลุ่มผลิตภัณฑ์โปรเซสเซอร์ 2 คอร์ เพนรินด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาตั้งแต่ 2.1 ถึง 3.3 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร

6 มกราคม 2551- บริษัท อินเทลเปิดตัว (ภายใต้แบรนด์ คอร์ 2 ดูโอและ คอร์ 2 เอ็กซ์ตรีม) ชุดแรกของโปรเซสเซอร์ 2 คอร์ เพนรินสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร

กุมภาพันธ์ 2551เป็นผู้ผลิตอุปกรณ์สื่อสารที่มีชื่อเสียงระดับโลก ซิสโก้ ซิสเต็มส์, ที่พัฒนา ควอนตัมโฟลว์– โปรเซสเซอร์ 40 คอร์ที่ออกแบบมาสำหรับการติดตั้งในอุปกรณ์เครือข่าย โปรเซสเซอร์ซึ่งใช้เวลาพัฒนามากกว่า 5 ปี สามารถคำนวณแบบขนานได้มากถึง 160 รายการ ชิปจะถูกใช้ในอุปกรณ์เครือข่ายใหม่

มีนาคม 2551– โปรเซสเซอร์แบบซิงเกิลคอร์ในตระกูล เพนเทียม 4(661, 641 และ 631) และตระกูล 2-core เพนเทียม ดี(945, 935, 925 และ 915) ถูกยกเลิก

มีนาคม 2551- บริษัท เอเอ็มดีเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 3 คอร์ ฟีนอม X3 8400, 8600, 8450, 8650 และ 8750 พร้อมความเร็วสัญญาณนาฬิกาตั้งแต่ 2.1 ถึง 2.4 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 65 นาโนเมตร อันที่จริงโปรเซสเซอร์เหล่านี้เป็น 4 คอร์ ฟีนอมโดยปิดการใช้งานหนึ่งคอร์ โปรเซสเซอร์เหล่านี้ได้รับการประกาศในเดือนกันยายน พ.ศ. 2550 ตามที่นักพัฒนาระบุว่าชิปดังกล่าวได้รับการออกแบบมาสำหรับผู้ที่ "ซึ่งสองคอร์ไม่เพียงพอ แต่ไม่พร้อมที่จะจ่ายสำหรับสี่คอร์"

ข้อได้เปรียบหลักของโปรเซสเซอร์ 3 คอร์คือมีราคาที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับชิป 4 คอร์ แต่ทำงานเร็วกว่าชิป 2 คอร์ จึงทำให้ช่องว่างในการแบ่งประเภทระหว่างชิปทั้งสอง คู่แข่งหลัก เอเอ็มดี– บริษัท อินเทล– ไม่ผลิตโปรเซสเซอร์ดังกล่าว เป็นครั้งแรกเกี่ยวกับความตั้งใจที่จะเริ่มผลิตชิปดังกล่าว เอเอ็มดีประกาศในปี 2550

มีนาคม 2551- บริษัท เอเอ็มดีในนิทรรศการ 2008 ในฮันโนเวอร์นำเสนอโปรเซสเซอร์ตัวแรกที่ผลิตบนพื้นฐานของเทคโนโลยีการผลิต 45 นาโนเมตร ชิป Quad-core ที่มีชื่อรหัสว่า เซี่ยงไฮ้สำหรับเซิร์ฟเวอร์และ เดเนบสำหรับระบบเดสก์ท็อปถูกผลิตขึ้นในโรงงาน แฟบ 36ในเมืองเดรสเดน ประเทศเยอรมนี สำหรับการผลิต มีการใช้วัสดุพิมพ์ขนาด 300 มม. บริษัทได้พัฒนากระบวนการทางเทคโนโลยีที่มีระดับทอพอโลยี 45 นาโนเมตร เอเอ็มดีร่วมกับหุ้นส่วนคือบริษัท ไอบีเอ็ม. โปรเซสเซอร์ใหม่ เซี่ยงไฮ้และ เดเนบเช่นเดียวกับ ฟีนอม X4เป็น 4 คอร์ "อย่างแท้จริง" เนื่องจากทั้ง 4 คอร์วางอยู่บนพื้นผิวซิลิกอนเดียวกัน

เมษายน 2551- บริษัท เอเอ็มดีเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 4 คอร์ ฟีนอม X4– 9550, 9650, 9750 และ 9850 – ที่มีความถี่สัญญาณนาฬิกา 2.2–2.5 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 65 นาโนเมตร

พฤษภาคม 2551– เปิดตัวโปรเซสเซอร์ 8 คอร์ เซลล์จาก ไอบีเอ็ม. ใช้ใน เพลย์สเตชัน.

กันยายน 2551- บริษัท อินเทล อินเทล คอร์ 2 ควอด Q8***(รหัสชื่อ - ยอร์กฟิลด์) ด้วยความถี่สัญญาณนาฬิกา 2.3 – 2.5 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร

กันยายน 2551- บริษัท อินเทลเปิดตัวกลุ่มผลิตภัณฑ์โปรเซสเซอร์ 4 คอร์ อินเทล คอร์ 2 ควอด Q9***(รหัสชื่อ - ยอร์กฟิลด์) ด้วยความถี่สัญญาณนาฬิกา 2.5 – 3.0 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร

15 กันยายน 2551- ในการประชุม วีเอ็มเวิลด์ซึ่งจัดโดยบริษัท วีเอ็มแวร์,บริษัท อินเทลประกาศเปิดตัวเซิร์ฟเวอร์โปรเซสเซอร์ 6 คอร์ที่ผลิตจำนวนมากตัวแรกของอุตสาหกรรมอย่างเป็นทางการ ซีออน 7400(ชื่อรหัสของชิปคือ ดันนิ่งตัน). อันที่จริงมันประกอบด้วยคริสตัล 2 คอร์สามตัวรวมกันในแพ็คเกจเดียว สร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร ทำงานที่ความถี่ 2.66 GHz สามารถทำงานร่วมกับระบบปฏิบัติการหลายระบบพร้อมกันได้ มีการสนับสนุนฮาร์ดแวร์สำหรับเทคโนโลยีเสมือนจริง ( เทคโนโลยีการจำลองเสมือนของ Intel).

ตุลาคม 2551- บริษัท อินเทลพัฒนาโปรเซสเซอร์ 80 คอร์ ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยี 65 นาโนเมตร ซึ่งทำให้สามารถลดขนาดลงได้ แต่ถึงกระนั้น มันก็ยังคงมีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับใช้ในเชิงพาณิชย์ เป็นไปได้มากว่าในอีก 7 ปีข้างหน้าโปรเซสเซอร์จะอยู่ระหว่างการพัฒนา ในขณะนี้เทคโนโลยีที่มีอยู่ไม่อนุญาตให้ลดการใช้พลังงานและขนาด ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า การผลิตจำนวนมากจะเป็นไปได้หลังจากปี 2555 เท่านั้น เมื่อใด อินเทลจะเชี่ยวชาญเทคโนโลยีการผลิต 10 นาโนเมตร ในขณะนี้ เป็นที่ทราบกันว่าบริษัทวางแผนที่จะเปิดตัวเทคโนโลยีโปรเซสเซอร์ 32 นาโนเมตรในช่วงปลายปี 2552 และ 22 นาโนเมตรในปี 2554

ขณะนี้โปรเซสเซอร์ไม่สามารถเรียกใช้ระบบปฏิบัติการได้ แต่สิ่งนี้ไม่ได้รบกวนนักพัฒนา มีการ "ใช้งาน" ฟังก์ชันใหม่จำนวนมากที่จะใช้ในอนาคตในโปรเซสเซอร์ ซึ่งหนึ่งในนั้นคือ ปราดเปรื่อง-ฟังก์ชั่นปิดแกนที่ไม่ได้ใช้ซึ่งจะส่งผลดีต่อการใช้พลังงานและการกระจายความร้อน

17 พฤศจิกายน 2551 – อินเทลเปิดตัวกลุ่มผลิตภัณฑ์โปรเซสเซอร์ 4 คอร์ อินเทลคอร์ i7ซึ่งใช้สถาปัตยกรรมไมโครเจเนอเรชันใหม่ เนเฮเลม. โปรเซสเซอร์ทำงานที่ความถี่สัญญาณนาฬิกา 2.6 – 3.2 GHz สร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 45 นาโนเมตร คุณสมบัติหลักคือตัวควบคุมหน่วยความจำกลายเป็นส่วนสำคัญของโปรเซสเซอร์ ทำให้สามารถเพิ่มความเร็วการทำงานของชิปด้วยโมดูล RAM และทำให้บัสระบบด้านหน้าไม่จำเป็น เอฟเอสบี.

ธันวาคม 2551– เริ่มส่งมอบโปรเซสเซอร์ 4 คอร์แล้ว เอเอ็มดี ฟีนอม II 940(รหัสชื่อ - เดเนบ). ทำงานที่ความถี่ 3 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 45 นาโนเมตร

กุมภาพันธ์ 2552- บริษัท เอเอ็มดีสาธิตโปรเซสเซอร์เซิร์ฟเวอร์ 6 คอร์ตัวแรก ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร ชื่อรหัสโปรเซสเซอร์ – อิสตันบูลโดยจะมาแทนที่โปรเซสเซอร์เซิร์ฟเวอร์ ออปเทอรอนพร้อมชื่อรหัส เซี่ยงไฮ้ซึ่งมีเพียง 4 คอร์เท่านั้น

กุมภาพันธ์ 2552- บริษัท เอเอ็มดีประกาศเริ่มส่งมอบรถรุ่นใหม่:

– 3 คอร์ ฟีนอม II X3(ชื่อรหัสชิป - โทลิมาน) ด้วยความถี่สัญญาณนาฬิกา 2.8 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร

– 4 คอร์ ฟีนอม II X4 810(ชื่อรหัสชิป - มังกร) ด้วยความถี่สัญญาณนาฬิกา 2.6 GHz ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร

เมษายน 2552- บริษัท อินเทลเริ่มการส่งมอบโปรเซสเซอร์กลางขนาด 32 นาโนเมตร เวสต์เมียร์ผู้ผลิต ทั้งระบบมือถือและเดสก์ท็อป แม้ว่าเราไม่ได้พูดถึงโซลูชันสำเร็จรูปเชิงพาณิชย์ แต่จะพูดถึงเฉพาะสำเนาทดสอบชุดแรกเท่านั้น วัตถุประสงค์หลักของอุปกรณ์คือการทดสอบเพื่อระบุคุณลักษณะการทำงานบางอย่าง เพื่อให้ผู้ผลิตสามารถแก้ไขจุดบกพร่องในการออกแบบระบบของตนและเผยแพร่คอมพิวเตอร์ที่ เข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่

ที่แกนกลางคือโปรเซสเซอร์ เวสต์เมียร์เป็นสถาปัตยกรรมขนาด 32 นาโนเมตร เนเฮเลม. ตระกูลประกอบด้วยไมโครชิปสองประเภท: โซลูชันสำหรับคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป (การกำหนดรหัส - คลาร์กเดล) และอุปกรณ์สำหรับระบบมือถือ (การกำหนดรหัส - อาร์รันเดล).

โปรเซสเซอร์ "มือถือ" อาร์รันเดลไม่เพียงแต่รวมถึงคอร์โปรเซสเซอร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงกราฟิกในตัวด้วย ตามที่นักพัฒนาสถาปัตยกรรมนี้สามารถลดการใช้พลังงานของการรวมลอจิกระบบโปรเซสเซอร์และกราฟิกในตัวได้อย่างมาก นอกจากนี้ เนื่องจากการเปลี่ยนไปใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีที่แม่นยำยิ่งขึ้น ต้นทุนการผลิตไมโครชิปเองก็จะลดลง และเนื่องจากการบูรณาการองค์ประกอบจำนวนมากขึ้นบน "ชิปตัวเดียว" ต้นทุนของคอมพิวเตอร์พกพาสำเร็จรูปก็จะลดลงเช่นกัน .

การจัดหาโปรเซสเซอร์แบบอนุกรม เวสต์เมียร์ควรเริ่มภายในสิ้นปี 2552

เมษายน 2552- บริษัท เอเอ็มดีเปิดตัวโปรเซสเซอร์กลาง 4-core รุ่นใหม่สองรุ่นสำหรับพีซี – ฟีนอม II X4 955 แบล็ค อิดิชั่นและ ฟีนอม II X4 945. ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร

14 พฤษภาคม 2552- บริษัท ฟูจิตสึประกาศการสร้างโปรเซสเซอร์ที่มีประสิทธิผลมากที่สุดในโลก โดยสามารถดำเนินการจุดลอยตัวได้มากถึง 128 พันล้านรายการต่อวินาที ซีพียู SPARC64 VIIfx(รหัสชื่อ ดาวศุกร์) ทำงานเร็วกว่าชิปที่ทรงพลังที่สุดของซัพพลายเออร์ชิปรายใหญ่ที่สุดของโลกประมาณ 2.5 เท่า อินเทล.

ความเร็วในการทำงานที่เพิ่มขึ้นเกิดขึ้นได้เนื่องจากการบูรณาการวงจรโปรเซสเซอร์ที่เข้มงวดยิ่งขึ้นและการเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร นักวิทยาศาสตร์สามารถวางแกนประมวลผล 8 แกนบนเวเฟอร์ซิลิคอนที่มีพื้นที่ 2 ตารางเซนติเมตร แทนที่จะเป็น 4 แกนในการพัฒนาก่อนหน้านี้ การลดระดับโทโพโลยียังส่งผลให้การใช้พลังงานลดลงอีกด้วย ใน ฟูจิตสึอ้างว่าชิปของพวกเขาใช้พลังงานน้อยกว่าโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ถึง 3 เท่า อินเทล. นอกจาก 8 คอร์แล้ว ชิปยังมีตัวควบคุม RAM อีกด้วย

ซีพียู SPARC64 VIIfxมีแผนที่จะใช้ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ตัวใหม่ซึ่งจะถูกสร้างขึ้นที่สถาบันวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ริเคนในญี่ปุ่น. จะรวมชิปเหล่านี้จำนวน 10,000 ชิป ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ดังกล่าวมีแผนที่จะใช้ในการพยากรณ์แผ่นดินไหว การวิจัยยา เครื่องยนต์จรวด และงานทางวิทยาศาสตร์อื่นๆ คอมพิวเตอร์มีแผนจะเปิดตัวก่อนฤดูใบไม้ผลิปี 2010

พฤษภาคม 2552- บริษัท เอเอ็มดีเปิดตัว GPU เวอร์ชันโอเวอร์คล็อก ATI Radeon HD 4890ด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาหลักเพิ่มขึ้นจาก 850 MHz เป็น 1 GHz นี่เป็น GPU ตัวแรกที่ทำงานที่ความเร็ว 1 GHz พลังการประมวลผลของชิปเนื่องจากความถี่ที่เพิ่มขึ้นเพิ่มขึ้นจาก 1.36 เป็น 1.6 เทราฟลอป (ควรสังเกตว่าการ์ดแสดงผลที่ใช้เวอร์ชันโอเวอร์คล็อก เรดออน เอชดี 4890ไม่ต้องการการระบายความร้อนด้วยของเหลว - พัดลมก็เพียงพอแล้ว)

โปรเซสเซอร์ประกอบด้วยคอร์ประมวลผล 800 คอร์ รองรับหน่วยความจำวิดีโอ GDDR5, , ATI CrossFireXและเทคโนโลยีอื่น ๆ ทั้งหมดที่มีอยู่ในการ์ดแสดงผลรุ่นใหม่ ชิปนี้ผลิตขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยี 55 นาโนเมตร

27 พฤษภาคม 2552– บริษัท อินเทลเปิดตัวโปรเซสเซอร์ใหม่อย่างเป็นทางการ ซีออนภายใต้ชื่อรหัส เนเฮเลม-EX. โปรเซสเซอร์จะมีคอร์ประมวลผลสูงสุด 8 คอร์ รองรับการประมวลผลสูงสุด 16 เธรดพร้อมกัน ขนาดหน่วยความจำแคชจะเป็น 24 เอ็มบี.

ใน เนเฮเลม-EXมีการนำวิธีการใหม่มาใช้เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือและอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษา โปรเซสเซอร์สืบทอดฟังก์ชันบางอย่างที่ชิปมี อินเทล อิทาเนียม, ตัวอย่างเช่น, การกู้คืนสถาปัตยกรรมการตรวจสอบเครื่องจักร (MCA). นอกจากนี้โปรเซสเซอร์ 8 คอร์ยังใช้เทคโนโลยีอีกด้วย โหมดเทอร์โบและ QuickPath การเชื่อมต่อระหว่างกัน. เทคโนโลยีแรกมีหน้าที่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแกนประมวลผลที่หยุดทำงานสามารถนำเข้าสู่โหมดการต่อสู้ได้เกือบจะในทันที (ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์) และเทคโนโลยีที่สองช่วยให้แกนประมวลผลสามารถเข้าถึงตัวควบคุม I/O ได้โดยตรงด้วยความเร็วสูงถึง 25.5 GB/วินาที

เนเฮเลม-EXสามารถให้ความเร็ว RAM เร็วขึ้น 9 เท่าเมื่อเทียบกับ อินเทล ซีออน 7400รุ่นก่อนหน้า

ชิปตัวใหม่นี้เหมาะสำหรับการรวมทรัพยากรเซิร์ฟเวอร์ การจำลองเสมือน การรันแอปพลิเคชันที่ต้องใช้ข้อมูลจำนวนมาก และสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ มีการวางแผนการผลิตจำนวนมากในช่วงครึ่งหลังของปี 2552 ชิปดังกล่าวจะผลิตด้วยเทคโนโลยี 45 นาโนเมตรโดยใช้สูตรทรานซิสเตอร์ สวัสดี. จำนวนทรานซิสเตอร์ – 2.3 พันล้าน ระบบแรกที่ใช้ เนเฮเลม-EXคาดว่าต้นปี 2553

1 มิถุนายน 2552- บริษัท เอเอ็มดีประกาศเริ่มส่งมอบ 6-coreโปรเซสเซอร์เซิร์ฟเวอร์ ออปเทอรอน(รหัสชื่อ อิสตันบูล) สำหรับระบบที่มีซ็อกเก็ตโปรเซสเซอร์สอง, สี่และแปดช่อง ตาม เอเอ็มดีโปรเซสเซอร์ 6 คอร์เร็วขึ้นประมาณ 50% เมื่อเทียบกับโปรเซสเซอร์เซิร์ฟเวอร์ที่มีสี่คอร์ อิสตันบูลจะแข่งขันกับโปรเซสเซอร์ 6 คอร์ อินเทล ซีออนภายใต้ชื่อรหัส ดันนิ่งตันซึ่งวางจำหน่ายในเดือนกันยายน พ.ศ. 2551 โปรเซสเซอร์ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร ทำงานที่ความถี่ 2.6 GHz และมี 6 เอ็มบีแคชระดับที่สาม

สิงหาคม 2552– บริษัท ไอบีเอ็มเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 8-core พาวเวอร์7(แต่ละคอร์สามารถประมวลผลสตรีมคำสั่งได้สูงสุด 4 รายการพร้อมกัน)

9 กันยายน 2552 – อินเทลเปิดตัวโปรเซสเซอร์ใหม่ - คอร์ i7-860 ( 2.8 กิกะเฮิร์ตซ์) และ คอร์ i7-870(2.93 GHz) โดยสามารถเพิ่มความถี่สัญญาณนาฬิกาเป็น 3.46 และ 3.6 GHz ตามลำดับ (เทคโนโลยี อินเทลเทอร์โบบูสท์). ชิปมีหน่วยความจำแคช 8 เอ็มบีและตัวควบคุม RAM 2 แชนเนลในตัว DDR3-1333. โปรเซสเซอร์ 4 คอร์แต่ละตัวที่นำเสนอ คอร์ i7ระบบสามารถรับรู้ได้ว่าเป็น 8-core ด้วยเทคโนโลยี ไฮเปอร์เธรดดิ้ง. ชื่อรหัสของชิปคือ บลูมฟิลด์, สถาปัตยกรรม - เนเฮเลมกระบวนการทางเทคนิค – 45 นาโนเมตร

22 กันยายน 2552- บริษัท เอเอ็มดีประกาศความตั้งใจที่จะเปิดตัวโปรเซสเซอร์กลาง 6 คอร์ตัวแรกสำหรับพีซี ผลิตภัณฑ์ใหม่จะใช้สถาปัตยกรรม 6 คอร์ของโปรเซสเซอร์เซิร์ฟเวอร์ AMD Opteron อิสตันบูลการกำหนดรหัสของพวกเขาคือ ทูบัน. เช่นเดียวกับโปรเซสเซอร์เซิร์ฟเวอร์ อิสตันบูล, ทูบันจะเป็นอุปกรณ์ที่ใช้คริสตัลเดี่ยวในขณะที่การผลิตวงจรรวมจะดำเนินการโดยใช้เทคโนโลยีกระบวนการ 45 นาโนเมตร โปรเซสเซอร์ 6 คอร์จะประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ 904 ล้านตัวเช่นเดียวกับเซิร์ฟเวอร์อื่นๆ ในขณะที่พื้นที่ชิปจะอยู่ที่ 346 ตารางเมตร มม. สันนิษฐานว่าโปรเซสเซอร์จะปรากฏในตลาดภายใต้ เอเอ็มดีฟีนอม II X6.

22 กันยายน 2552 – อินเทลเปิดตัวโปรเซสเซอร์ตัวแรกของโลกที่ใช้เทคโนโลยี 32 นาโนเมตร (ชื่อรหัสของชิปคือ เวสต์เมียร์). โปรเซสเซอร์ใหม่จะรองรับเทคโนโลยี อินเทลเทอร์โบบูสท์(เพิ่มความถี่สัญญาณนาฬิกาตามความต้องการ) และ ไฮเปอร์เธรดดิ้ง(การประมวลผลแบบมัลติเธรด) รวมถึงชุดคำสั่งใหม่ มาตรฐานการเข้ารหัสขั้นสูง (เออีเอส) เพื่อการเข้ารหัสและถอดรหัสที่รวดเร็วยิ่งขึ้น นอกจาก, เวสต์เมียร์– โปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูงตัวแรกที่มีคอร์กราฟิกรวมอยู่ในซับสเตรตซิลิกอนเดียวกันกับคอร์ประมวลผล

2 ธันวาคม 2552- บริษัท อินเทลนำเสนอโปรเซสเซอร์ 48 คอร์รุ่นทดลอง (เรียกโดยประมาณว่า "คอมพิวเตอร์คลาวด์ชิปตัวเดียว") ซึ่งเป็นศูนย์ข้อมูลขนาดเล็กที่พอดีกับชิปซิลิคอนโดยมีพื้นที่ไม่ใหญ่กว่าแสตมป์ ต้นแบบนี้จะใช้ในการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบมัลติคอร์ ด้วยเทคโนโลยีการจัดการพลังงานล่าสุด รวมถึงความสามารถในการปิดคอร์แยกกันและจำกัดความเร็ว ชิปจึงกินไฟเพียง 25 W ในโหมดสแตนด์บาย ในโหมดประสิทธิภาพสูงสุด ชิปใช้ไฟ 125 W

23 กุมภาพันธ์ 2553- บริษัท เอเอ็มดีเริ่มจัดหาโปรเซสเซอร์เซิร์ฟเวอร์ 8- และ 12-core ออปเทอรอนชื่อรหัสซีรีส์ 6100 Magny-Cours. โปรเซสเซอร์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาให้ติดตั้งในซ็อกเก็ต G34. ระดับของพวกเขา ทีดีพีแตกต่างกันไปตั้งแต่ 85 ถึง 140 วัตต์ซึ่งในทางกลับกันก็ขึ้นอยู่กับความถี่ของแต่ละคอร์จาก 12 คอร์ (จาก 1.7 ถึง 2.4 GHz ขึ้นอยู่กับรุ่น)

ปลายเดือนกุมภาพันธ์ 2553 – อินเทลเริ่มใช้งานโปรเซสเซอร์ 6 คอร์ คอร์ i7-980 รุ่นเอ็กซ์ตรีม(รหัสชื่อ กัลฟ์ทาวน์). ผลิตบนพื้นฐานของเทคโนโลยี 32 นาโนเมตร ความถี่สัญญาณนาฬิกาคือ 3.33 GHz (นิ้ว เทอร์โบความเร็วในการทำงานถึง 3.60 GHz)

16 มีนาคม 2553 – อินเทลเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 32 นาโนเมตร 6 คอร์ ซีออน 5600สำหรับเซิร์ฟเวอร์และระบบเดสก์ท็อป (สามารถทำงานที่ความถี่สูงสุด 2.93 GHz ที่ ทีดีพี 95 วัตต์) โปรเซสเซอร์ในตระกูลนี้มีคุณสมบัติด้านความปลอดภัย คำสั่งใหม่มาตรฐานการเข้ารหัสขั้นสูงของ Intel (เออีเอส-NI) และ เทคโนโลยีการดำเนินการที่เชื่อถือได้ของ Intel (อินเทล TXT) นำเสนอการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูลที่รวดเร็วยิ่งขึ้น รวมถึงการป้องกันมัลแวร์บนฮาร์ดแวร์ และเทคโนโลยีสนับสนุน อินเทลเทอร์โบบูสท์และ ไฮเปอร์เธรดดิ้ง.

28 มีนาคม 2553 – เอเอ็มดีเริ่มจัดส่ง 8- และ 12-core ตัวแรก โปรเซสเซอร์เซิร์ฟเวอร์บนสถาปัตยกรรม x86 . เข้าร่วมครอบครัว เอเอ็มดี Opteron 6100และเดิมเรียกว่า Magny-Coursชิปใหม่นี้ได้รับการออกแบบสำหรับระบบที่ใช้ข้อมูลจำนวนมากแบบ 2 และ 4 ซ็อคเก็ต บริษัทอ้างว่าโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่ช่วยลดต้นทุนค่าไฟฟ้า การกระจายความร้อน และซอฟต์แวร์ ซึ่งต้นทุนของใบอนุญาตจะขึ้นอยู่กับจำนวนโปรเซสเซอร์ในระบบ ชิปใหม่นี้ผลิตขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยีการผลิตขนาด 45 นาโนเมตร โปรเซสเซอร์ประกอบด้วยคริสตัลสองตัว โดยแต่ละคริสตัลประกอบด้วย 4 หรือ 6 คอร์ตามลำดับ ราคาชิปแตกต่างกันไปจาก 266 ดอลลาร์สำหรับ 8 คอร์ ออปเทอรอน 6128ด้วยความถี่สัญญาณนาฬิกา 1.5 GHz และการใช้พลังงาน 65 W สูงถึง 1,386 ดอลลาร์สำหรับ 12-core ออพเทอรอน 6176 SEด้วยความถี่สัญญาณนาฬิกา 2.4 GHz และการบริโภค 105 W.

31 มีนาคม 2553 – อินเทลประกาศชิปเซิร์ฟเวอร์ 4-, 6- และ 8-core เนเฮเลม-EX – ซีออน 6500และ ซีออน 7500. เหนือสิ่งอื่นใดชิปใหม่รองรับเทคโนโลยีเป็นครั้งแรก สถาปัตยกรรมการตรวจสอบเครื่องจักร (เอ็ม.ซี.เอ.) การกู้คืนซึ่งช่วยให้คุณสามารถกู้คืนระบบหลังจากเกิดข้อผิดพลาดร้ายแรงของระบบ ซึ่งเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ ระบบปฏิบัติการ และผู้จัดการในกระบวนการกู้คืน

25 เมษายน 2553- บริษัท เอเอ็มดีเริ่มจัดหาโปรเซสเซอร์ 6 คอร์ เอเอ็มดีฟีนอม II X6( รหัสชื่อ ทูบัน). ความถี่สัญญาณนาฬิกาของรุ่นคือ 2.8 GHz โปรเซสเซอร์ถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 45 นาโนเมตรและติดตั้งด้วย เทอร์โบคอร์. เทคโนโลยีนี้จะเลือกจำนวนคอร์ที่จะใช้ หากโหลดเบาหรือปานกลาง จะใช้มากถึง 3 คอร์ ซึ่งสามารถเพิ่มความถี่ได้ (ในขณะที่คอร์ที่เหลือจะเข้าสู่โหมดสแตนด์บาย) เมื่อรันแอปพลิเคชันแบบมัลติเธรดโดยใช้ทรัพยากรการประมวลผลอย่างเข้มข้น โปรเซสเซอร์จะเปิดการเข้าถึงคอร์เหล่านั้นที่สำรองไว้

20 กรกฎาคม 2553- บริษัท อินเทลเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 6 คอร์ใหม่ คอร์ i7-970ออกแบบมาสำหรับการเล่นเกมบนเดสก์ท็อปและเวิร์กสเตชัน ชิปถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยี 32 นาโนเมตร ความเร็วสัญญาณนาฬิกาคือ 3.2 GHz (ตัวคูณความถี่ถูกล็อคเพื่อป้องกันการโอเวอร์คล็อกโปรเซสเซอร์)

กันยายน 2010- บริษัท ออราเคิลเปิดตัวโปรเซสเซอร์เซิร์ฟเวอร์ 16-core ล่าสุดอย่างเป็นทางการในตระกูลไมโครชิป สปาร์ค – สปาร์ค T3. วงจรรวมผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการทางเทคโนโลยี 40 นาโนเมตร แต่ละคอร์ทำงานที่ความถี่ 1.65 GHz

ธันวาคม 2010- กลุ่มนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยกลาสโกว์และมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ที่โลเวลล์ นำโดย Vanderbouwede ( แวนเดอร์บาวเฮเดอ) ได้สร้างโปรเซสเซอร์ที่สามารถประมวลผลข้อมูลด้วยความเร็วที่เร็วกว่าโปรเซสเซอร์เดสก์ท็อปสมัยใหม่ถึง 20 เท่า โดยยึดถือมาเป็นพื้นฐาน เอฟพีจีเอ(วงจรรวมที่ตั้งโปรแกรมได้หรือที่เรียกว่าอาร์เรย์เกท) นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างโปรเซสเซอร์ที่มี 1,000 คอร์ ซึ่งแต่ละอันคำนวณชุดคำสั่งแยกกัน เพื่อจุดประสงค์นี้ในชิป เอฟพีจีเอก่อนหน้านี้มีการสร้างวงจรลอจิกมากกว่า 1,000 วงจร เพื่อเร่งความเร็วชิป วิศวกรจึงได้ติดตั้งหน่วยความจำเฉพาะให้กับแต่ละคอร์

ความสามารถของโปรเซสเซอร์ได้รับการทดสอบโดยการประมวลผลไฟล์โดยใช้อัลกอริธึมที่ใช้ MPEG. โปรเซสเซอร์จัดการสิ่งนี้ด้วยความเร็ว 5 GB ต่อวินาที ซึ่งเร็วกว่าความเร็วในการประมวลผลไฟล์เดียวกันบนโปรเซสเซอร์เดสก์ท็อปที่ทรงพลังที่สุดประมาณ 20 เท่า

จากข้อมูลของ Vanderbouwede ผู้ผลิตบางรายได้เริ่มผลิตโซลูชันไฮบริดซึ่งประกอบด้วยโปรเซสเซอร์กลางและเมทริกซ์ที่ตั้งโปรแกรมได้ ตัวอย่างเช่นมีการเปิดตัวผลิตภัณฑ์ดังกล่าวเมื่อเร็ว ๆ นี้ อินเทล. นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เอฟพีจีเอ-โซลูชั่นต่างๆ จะกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เนื่องจากมีสมรรถนะสูงและใช้พลังงานต่ำ

“เห็นได้ชัดว่าการสร้างโปรเซสเซอร์ที่มีคอร์หลายพันคอร์นั้นเป็นไปได้” ผู้เขียนบทความเขียนใน ซดีเน็ตคลาร์ก ( คลาร์ก). – ตามทฤษฎีแล้ว ไม่มีการจำกัดจำนวนคอร์ด้วยซ้ำ อย่างไรก็ตาม ก่อนที่จะสร้างโปรเซสเซอร์ดังกล่าว เราต้องตอบคำถามมากมายและเหนือสิ่งอื่นใดคือคำถามที่ว่าเราต้องการคอร์จำนวนมากขนาดนั้นหรือไม่ แอปพลิเคชันใดที่อาจต้องใช้พลังการประมวลผลดังกล่าว…”

หมายเหตุ

1. รหัสชื่อ(การกำหนดชื่อ) คือชื่อของแกนประมวลผล

2. ไม้บรรทัดเป็นโปรเซสเซอร์รุ่นต่างๆ ในซีรีย์เดียวกัน ภายในบรรทัดเดียวกัน โปรเซสเซอร์อาจแตกต่างกันอย่างมากในพารามิเตอร์จำนวนหนึ่ง

3. ชิป(ภาษาอังกฤษ) ชิป) – คริสตัล; ชิป.

4. ใต้ กระบวนการทางเทคโนโลยี(กระบวนการทางเทคนิค เทคโนโลยี เทคโนโลยีการผลิตไมโครโปรเซสเซอร์) หมายถึง ขนาดของเกตทรานซิสเตอร์ ตัวอย่างเช่น เมื่อเราพูดว่า- เทคโนโลยีการผลิตขนาด 32 นาโนเมตร, - หมายความว่าขนาดเกตของทรานซิสเตอร์คือ 32 นาโนเมตร

5. ช่อง- นี่คือบริเวณของทรานซิสเตอร์ที่กระแสควบคุมของพาหะประจุหลักผ่านไป

แหล่งที่มา– นี่คืออิเล็กโทรดของทรานซิสเตอร์ที่พาหะประจุหลักเข้าไปในช่อง

คลังสินค้า– นี่คืออิเล็กโทรดของทรานซิสเตอร์ที่พาหะประจุหลักออกจากช่องสัญญาณ

ประตู– นี่คืออิเล็กโทรดของทรานซิสเตอร์ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมหน้าตัดของช่อง

6. ในความเป็นจริงทรานซิสเตอร์เป็นสวิตช์ขนาดเล็กโดยใช้ "ศูนย์" และ "สวิตช์" ที่เป็นพื้นฐาน ประตูถูกออกแบบมาเพื่อเปิดและปิดทรานซิสเตอร์ เมื่อเปิดเครื่อง ทรานซิสเตอร์จะจ่ายกระแสไฟให้ แต่เมื่อปิดเครื่องจะไม่ไหลผ่าน อิเล็กทริกของเกตอยู่ใต้อิเล็กโทรดของเกต ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันเกตเมื่อมีกระแสไหลผ่านทรานซิสเตอร์

เป็นเวลากว่า 40 ปีแล้วที่ซิลิคอนไดออกไซด์ถูกนำมาใช้ในการผลิตไดอิเล็กตริกเกตของทรานซิสเตอร์ (เนื่องจากใช้งานง่ายในการผลิตจำนวนมากและความสามารถในการปรับปรุงประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์อย่างต่อเนื่องโดยการลดความหนาของชั้นอิเล็กทริก) สำหรับผู้เชี่ยวชาญ อินเทลสามารถลดความหนาของชั้นอิเล็กทริกลงเหลือ 1.2 นาโนเมตร (ซึ่งเทียบเท่ากับชั้นอะตอมเพียง 5 ชั้นเท่านั้น!) - ตัวเลขนี้ทำได้ในเทคโนโลยีการผลิต 65 นาโนเมตร

อย่างไรก็ตาม ความหนาของชั้นอิเล็กทริกที่ลดลงอีกส่งผลให้กระแสรั่วไหลผ่านอิเล็กทริกเพิ่มขึ้น ส่งผลให้สูญเสียกระแสไฟฟ้าและการสร้างความร้อนเพิ่มขึ้น การเพิ่มขึ้นของกระแสรั่วไหลผ่านประตูทรานซิสเตอร์เมื่อความหนาของชั้นอิเล็กทริกของซิลิคอนไดออกไซด์ลดลงถือเป็นหนึ่งในอุปสรรคทางเทคนิคที่ยากที่สุดที่จะเอาชนะไปพร้อมกัน เพื่อแก้ไขปัญหาพื้นฐานนี้บริษัท อินเทลแทนที่ซิลิกอนไดออกไซด์ในอิเล็กทริกเกตด้วยวัสดุชั้นบาง ๆ สูง-kขึ้นอยู่กับฮาฟเนียม ทำให้สามารถลดกระแสรั่วไหลได้มากกว่า 10 เท่าเมื่อเทียบกับซิลิคอนไดออกไซด์ วัสดุ สูง-kอิเล็กทริกเกตเข้ากันไม่ได้กับอิเล็กโทรดเกทซิลิคอนแบบเดิม ดังนั้นในส่วนที่สองของ "สูตร" อินเทลสำหรับทรานซิสเตอร์ใหม่ที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยีการผลิต 45 นาโนเมตร การพัฒนาอิเล็กโทรดโดยใช้วัสดุโลหะใหม่จึงเริ่มต้นขึ้น มีการใช้วัสดุโลหะหลายชนิดร่วมกันเพื่อสร้างอิเล็กโทรดเกททรานซิสเตอร์

7. ลำดับเหตุการณ์ของการสร้างสรรค์ที่ให้ไว้ในบทความไม่ได้อ้างว่าครอบคลุมทั้งหมด

โปรเซสเซอร์ในโทรศัพท์มือถือ ลักษณะและความหมายของพวกเขา

อุตสาหกรรมสมาร์ทโฟนมีความก้าวหน้าทุกวัน และเป็นผลให้ผู้ใช้ได้รับอุปกรณ์ที่ใหม่กว่า ทันสมัยกว่า และทรงพลังยิ่งขึ้น ผู้ผลิตสมาร์ทโฟนทุกรายมุ่งมั่นที่จะสร้างผลงานที่พิเศษและไม่สามารถทดแทนได้ ดังนั้นในปัจจุบันจึงให้ความสนใจอย่างมากกับการพัฒนาและการผลิตโปรเซสเซอร์สำหรับสมาร์ทโฟน

แน่นอนว่าแฟน ๆ ของ "สมาร์ทโฟน" หลายคนถามคำถามมากกว่าหนึ่งครั้งว่าโปรเซสเซอร์คืออะไรและหน้าที่หลักของมันคืออะไร? และแน่นอนว่าผู้ซื้อยังสนใจว่าตัวเลขและตัวอักษรทั้งหมดนี้ในชื่อชิปหมายถึงอะไร
เราขอแนะนำให้คุณทำความคุ้นเคยกับแนวคิดนี้เล็กน้อย "โปรเซสเซอร์สมาร์ทโฟน".

โปรเซสเซอร์ในสมาร์ทโฟน- นี่เป็นส่วนที่ซับซ้อนที่สุดและรับผิดชอบในการคำนวณทั้งหมดที่ดำเนินการโดยอุปกรณ์ ในความเป็นจริง เป็นการผิดที่จะบอกว่าสมาร์ทโฟนใช้โปรเซสเซอร์ เนื่องจากโปรเซสเซอร์ดังกล่าวไม่ได้ใช้ในอุปกรณ์เคลื่อนที่ โปรเซสเซอร์พร้อมกับส่วนประกอบอื่น ๆ จะสร้าง SoC (ระบบบนชิป - ระบบบนชิป) ซึ่งหมายความว่าบนชิปตัวเดียวจะมีคอมพิวเตอร์ที่มีคุณสมบัติครบถ้วนพร้อมโปรเซสเซอร์ ตัวเร่งกราฟิก และส่วนประกอบอื่น ๆ

หากเรากำลังพูดถึงโปรเซสเซอร์ก่อนอื่นเราต้องเข้าใจแนวคิดดังกล่าวก่อน “สถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์”. สมาร์ทโฟนสมัยใหม่ใช้โปรเซสเซอร์ที่ใช้สถาปัตยกรรม ARM ซึ่งพัฒนาโดยบริษัทชื่อเดียวกัน ARM Limited เราสามารถพูดได้ว่าสถาปัตยกรรมคือชุดคุณสมบัติและคุณสมบัติบางอย่างที่มีอยู่ในโปรเซสเซอร์ตระกูลทั้งหมด Qualcomm, Nvidia, Samsung, MediaTek, Apple และบริษัทโปรเซสเซอร์อื่นๆ อนุญาตเทคโนโลยีจาก ARM แล้วขายชิปสำเร็จรูปให้กับผู้ผลิตสมาร์ทโฟน หรือใช้ชิปเหล่านั้นในอุปกรณ์ของตนเอง ผู้ผลิตชิปออกใบอนุญาตแกนประมวลผล ชุดคำสั่ง และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องจาก ARM ARM Limited ไม่ได้ผลิตโปรเซสเซอร์ แต่จำหน่ายเฉพาะลิขสิทธิ์สำหรับเทคโนโลยีของตนให้กับผู้ผลิตรายอื่นเท่านั้น

ตอนนี้เรามาดูแนวคิดต่างๆ เช่น ความเร็วคอร์และความเร็วสัญญาณนาฬิกา ซึ่งมักจะพบได้ในบทวิจารณ์และบทความเกี่ยวกับสมาร์ทโฟนและโทรศัพท์เมื่อพูดถึงโปรเซสเซอร์

แกนกลาง

เริ่มจากคำถามกันก่อนว่าเคอร์เนลคืออะไร? แกนกลางเป็นองค์ประกอบของชิปที่กำหนดประสิทธิภาพ การใช้พลังงาน และความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ บ่อยครั้งที่เราเจอแนวคิดของโปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์หรือควอดคอร์ เรามาดูกันว่านี่หมายถึงอะไร

โปรเซสเซอร์ Dual-core หรือ Quad-core - ความแตกต่างคืออะไร?

บ่อยครั้งที่ผู้ซื้อคิดว่าโปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์นั้นทรงพลังเป็นสองเท่าของโปรเซสเซอร์แบบซิงเกิลคอร์และโปรเซสเซอร์แบบควอดคอร์ก็มีประสิทธิภาพมากกว่าสี่เท่าด้วย ตอนนี้เราจะบอกความจริงแก่คุณ ดูเหมือนจะค่อนข้างสมเหตุสมผลที่การย้ายจากหนึ่งคอร์เป็นสองหรือจากสองเป็นสี่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ แต่ในความเป็นจริง เป็นเรื่องยากที่พลังนี้จะเพิ่มขึ้นสองหรือสี่เท่า การเพิ่มจำนวนคอร์ช่วยให้คุณเร่งการทำงานของอุปกรณ์ได้เนื่องจากการกระจายกระบวนการที่กำลังทำงานอยู่ แต่แอพพลิเคชั่นสมัยใหม่ส่วนใหญ่จะเป็นแบบเธรดเดียวดังนั้นจึงสามารถใช้ได้เพียงครั้งละหนึ่งหรือสองคอร์เท่านั้น คำถามเกิดขึ้นตามธรรมชาติแล้วโปรเซสเซอร์ Quad-Core คืออะไร? มัลติคอร์ส่วนใหญ่จะใช้โดยเกมขั้นสูงและแอปพลิเคชั่นแก้ไขสื่อ ซึ่งหมายความว่าหากคุณต้องการสมาร์ทโฟนสำหรับเล่นเกม (เกม 3 มิติ) หรือถ่ายวิดีโอ Full HD คุณจะต้องซื้ออุปกรณ์ที่มีโปรเซสเซอร์ Quad-Core หากตัวโปรแกรมไม่รองรับมัลติคอร์และไม่ต้องการทรัพยากรจำนวนมาก แกนประมวลผลที่ไม่ได้ใช้จะถูกปิดใช้งานโดยอัตโนมัติเพื่อประหยัดพลังงานแบตเตอรี่ บ่อยครั้งที่แกนสหายที่ห้าถูกใช้สำหรับงานที่ไม่โอ้อวดที่สุดเช่นเพื่อใช้งานอุปกรณ์ในโหมดสลีปหรือเมื่อตรวจสอบเมล

หากคุณต้องการสมาร์ทโฟนธรรมดาสำหรับการสื่อสาร ท่องอินเทอร์เน็ต เช็คอีเมล หรือติดตามข่าวสารล่าสุด โปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์นั้นค่อนข้างเหมาะสำหรับคุณ และทำไมต้องจ่ายเพิ่ม? ท้ายที่สุดแล้วจำนวนคอร์ส่งผลโดยตรงต่อราคาของอุปกรณ์

ความถี่สัญญาณนาฬิกา

แนวคิดต่อไปที่เราต้องทำความคุ้นเคยคือความถี่สัญญาณนาฬิกา ความถี่สัญญาณนาฬิกาเป็นคุณลักษณะของโปรเซสเซอร์ ซึ่งแสดงจำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาที่โปรเซสเซอร์สามารถทำงานได้ต่อหน่วยเวลา (หนึ่งวินาที) เช่น หากระบุคุณลักษณะของอุปกรณ์ ความถี่ 1.7 GHz - หมายความว่าภายใน 1 วินาทีโปรเซสเซอร์จะดำเนินการ 1,700,000,000 (1 พันล้าน 700 ล้าน) รอบ.

จำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาที่ใช้เพื่อให้ชิปทำงานหนึ่งงานอาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับการทำงาน รวมถึงประเภทของชิป ยิ่งความถี่สัญญาณนาฬิกาสูง ความเร็วในการทำงานก็จะยิ่งเร็วขึ้น ความแตกต่างนี้สังเกตได้ชัดเจนเป็นพิเศษเมื่อเปรียบเทียบคอร์ที่เหมือนกันซึ่งทำงานที่ความถี่ต่างกัน

บางครั้งผู้ผลิตจะจำกัดความเร็วสัญญาณนาฬิกาเพื่อลดการใช้พลังงาน เนื่องจากยิ่งโปรเซสเซอร์มีความเร็วสูงเท่าใดก็ยิ่งสิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้นเท่านั้น

และกลับมาใช้มัลติคอร์อีกครั้ง การเพิ่มความเร็วสัญญาณนาฬิกา (MHz, GHz) สามารถเพิ่มการสร้างความร้อนซึ่งไม่พึงประสงค์อย่างมากและเป็นอันตรายต่อผู้ใช้สมาร์ทโฟนด้วย ดังนั้นเทคโนโลยีมัลติคอร์จึงถูกนำมาใช้เป็นวิธีหนึ่งในการเพิ่มประสิทธิภาพของสมาร์ทโฟนโดยไม่ทำให้ร้อนเกินไปในกระเป๋าของคุณ

ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นโดยการอนุญาตให้แอปพลิเคชันทำงานพร้อมกันบนหลายคอร์ แต่มีเงื่อนไขเดียว: แอปพลิเคชันต้องเป็นรุ่นล่าสุด คุณสมบัตินี้ยังช่วยประหยัดพลังงานแบตเตอรี่อีกด้วย

แคชซีพียู

คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งของโปรเซสเซอร์ที่ผู้ขายสมาร์ทโฟนมักจะเงียบก็คือ แคชซีพียู.

แคช- เป็นหน่วยความจำที่ออกแบบมาเพื่อจัดเก็บข้อมูลชั่วคราวและทำงานที่ความถี่ของโปรเซสเซอร์ แคชใช้เพื่อลดเวลาการเข้าถึงของโปรเซสเซอร์เพื่อทำให้ RAM ช้าลง มันเก็บสำเนาส่วนหนึ่งของข้อมูล RAM เวลาในการเข้าถึงลดลงเนื่องจากข้อมูลส่วนใหญ่ที่โปรเซสเซอร์ต้องการจะจบลงในแคช และจำนวนการเข้าถึง RAM ลดลง ยิ่งขนาดแคชมีขนาดใหญ่เท่าใด ข้อมูลส่วนใหญ่ที่จำเป็นสำหรับโปรแกรมก็สามารถบรรจุได้ยิ่งการเข้าถึง RAM จะเกิดขึ้นน้อยลงเท่านั้น และประสิทธิภาพโดยรวมของระบบก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย

แคชมีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งในระบบสมัยใหม่ซึ่งช่องว่างระหว่างความเร็วของโปรเซสเซอร์และความเร็วของ RAM นั้นค่อนข้างใหญ่ แน่นอนว่ามีคำถามเกิดขึ้นว่าทำไมพวกเขาถึงไม่อยากพูดถึงคุณลักษณะนี้? ทุกอย่างง่ายมาก ลองยกตัวอย่าง สมมติว่ามีโปรเซสเซอร์ที่รู้จักกันดีสองตัว (ตามเงื่อนไข A และ B) โดยมีจำนวนคอร์และความเร็วสัญญาณนาฬิกาเท่ากันทุกประการ แต่ด้วยเหตุผลบางประการ A จึงทำงานได้เร็วกว่า B มาก อธิบายได้ง่ายมาก: โปรเซสเซอร์ A มีแคชที่ใหญ่กว่า และด้วยเหตุนี้โปรเซสเซอร์จึงทำงานเร็วขึ้น

ความแตกต่างของปริมาณแคชจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะระหว่างโทรศัพท์จีนและโทรศัพท์ที่มีตราสินค้า ดูเหมือนว่าตามตัวเลขคุณสมบัติทุกอย่างดูเหมือนจะเหมือนกัน แต่ราคาของอุปกรณ์ต่างกัน และนี่คือจุดที่ผู้ซื้อตัดสินใจประหยัดเงินโดยคิดว่า "จะจ่ายแพงกว่าทำไมถ้าไม่มีส่วนต่าง" แต่อย่างที่เราเห็นมีความแตกต่างและสำคัญมาก แต่ผู้ขายมักจะเงียบเกี่ยวกับเรื่องนี้และขายโทรศัพท์จีนในราคาที่สูงเกินจริง

สวัสดีตอนบ่ายผู้อ่านบล็อกเทคโนโลยีของเรา วันนี้เราไม่มีรีวิว แต่มีการเปรียบเทียบ: โปรเซสเซอร์ตัวไหนดีกว่า 2-core หรือ 4-core? ฉันสงสัยว่าใครมีประสิทธิภาพดีกว่าในปี 2561? ถ้าอย่างนั้นเรามาเริ่มกันเลย สมมติว่าในกรณีส่วนใหญ่ฝ่ามือจะไปที่อุปกรณ์ที่มีโมดูลฟิสิคัลจำนวนมาก แต่ชิปที่มี 2 คอร์นั้นไม่ง่ายอย่างที่คิดเมื่อมองแวบแรก

หลายคนคงเดาได้แล้วว่าเราจะพิจารณาตัวแทนปัจจุบันทั้งหมดจาก Intel ของตระกูล Pentium Coffee Lake และ "hyperpen" G4560 (Kaby Lake) ยอดนิยม โมเดลต่างๆ ในปีนี้มีความเกี่ยวข้องเพียงใด และควรพิจารณาซื้อ AMD Ryzen ที่มีประสิทธิผลมากขึ้นหรือ Core i3 แบบเดียวกันที่มี 4 คอร์หรือไม่

ตระกูล AMD Godavari และ Bristol Ridge ไม่ได้รับการพิจารณาโดยเจตนาด้วยเหตุผลง่ายๆ ข้อเดียว - ไม่มีศักยภาพใด ๆ อีกต่อไปและตัวแพลตฟอร์มเองก็กลับกลายเป็นว่าไม่ประสบความสำเร็จมากที่สุดเท่าที่ควร

บ่อยครั้งที่โซลูชันเหล่านี้ถูกซื้อด้วยความไม่รู้หรือ "เป็นอะไหล่" ซึ่งเป็นชุดประกอบที่ถูกที่สุดสำหรับอินเทอร์เน็ตและภาพยนตร์ออนไลน์ แต่เราไม่พอใจกับสถานการณ์นี้เป็นพิเศษ

ความแตกต่างระหว่างชิป 2-core และ 4-core

มาดูประเด็นหลักที่ทำให้ชิปประเภทแรกแตกต่างจากประเภทที่สอง ในระดับฮาร์ดแวร์ คุณจะสังเกตได้ว่ามีเพียงจำนวนหน่วยประมวลผลที่แตกต่างกันเท่านั้น ในกรณีอื่นๆ แกนประมวลผลจะถูกรวมเข้าด้วยกันโดยบัสแลกเปลี่ยนข้อมูลความเร็วสูงและตัวควบคุมหน่วยความจำทั่วไปเพื่อการทำงานกับ RAM ที่มีประสิทธิภาพและประสิทธิผล

บ่อยครั้งที่แคช L1 ของแต่ละคอร์เป็นค่าเดี่ยวๆ แต่ L2 อาจเป็นค่าเดียวกันสำหรับทั้งหมด หรือเป็นรายบุคคลสำหรับแต่ละบล็อกก็ได้ อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ แคช L3 จะถูกนำมาใช้เพิ่มเติม

ตามทฤษฎีแล้ว โซลูชัน 4 คอร์ควรเร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าถึง 2 เท่า เนื่องจากมีการดำเนินการมากกว่า 100% ต่อรอบสัญญาณนาฬิกา (เราจะใช้ความถี่ แคช กระบวนการทางเทคนิค และพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่เหมือนกันทั้งหมดเป็นพื้นฐาน) แต่ในทางปฏิบัติ สถานการณ์เปลี่ยนแปลงไปในลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้นโดยสิ้นเชิง

แต่ที่นี่ก็คุ้มค่าที่จะจ่ายส่วย: ในมัลติเธรดสาระสำคัญทั้งหมดของ 4 คอร์จะถูกเปิดเผยอย่างสมบูรณ์

เหตุใดโปรเซสเซอร์ Dual-Core จึงยังคงได้รับความนิยม

หากคุณดูที่กลุ่มอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เคลื่อนที่ คุณจะสังเกตเห็นความโดดเด่นของชิปนิวเคลียร์ 6–8 ตัว ซึ่งดูเป็นธรรมชาติที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และจะโหลดแบบขนานเมื่อทำงานทั้งหมด ทำไมเป็นอย่างนั้น? ระบบปฏิบัติการ Android และ iOS เป็นระบบที่ค่อนข้างใหม่และมีการแข่งขันสูง ดังนั้นการปรับให้เหมาะสมของแต่ละแอปพลิเคชันจึงเป็นกุญแจสำคัญสู่ความสำเร็จในการขายอุปกรณ์

สถานการณ์ในอุตสาหกรรมพีซีแตกต่างออกไป และนี่คือเหตุผล:

ความเข้ากันได้เมื่อพัฒนาซอฟต์แวร์ใดๆ นักพัฒนามุ่งมั่นที่จะสร้างความพึงพอใจให้กับผู้ชมทั้งเก่าและใหม่ด้วยฮาร์ดแวร์ที่อ่อนแอ มีการเน้นที่มากขึ้นกับโปรเซสเซอร์ 2 คอร์โดยเสียค่าใช้จ่ายในการรองรับโปรเซสเซอร์ 8 คอร์

การทำงานแบบขนานแม้ว่าเทคโนโลยีจะครอบงำในปี 2018 แต่การทำให้โปรแกรมทำงานกับ CPU คอร์และเธรดหลายตัวพร้อมกันก็ยังไม่ใช่เรื่องง่าย หากเรากำลังพูดถึงการคำนวณแอปพลิเคชันที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงหลาย ๆ รายการก็ไม่มีคำถามใด ๆ แต่เมื่อพูดถึงการคำนวณภายในโปรแกรมเดียวมันยิ่งแย่ไปกว่านั้น: คุณต้องคำนวณข้อมูลที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงเป็นประจำในขณะที่ไม่ลืมเกี่ยวกับความสำเร็จของงานและ ไม่มีข้อผิดพลาดในการคำนวณ

ในเกม สถานการณ์นั้นน่าสนใจยิ่งขึ้น เนื่องจากแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแบ่งปริมาณข้อมูลออกเป็น "การแบ่งปัน" ที่เท่ากัน เป็นผลให้เราได้ภาพต่อไปนี้: หน่วยประมวลผลหนึ่งเครื่องทำงานที่ 100% ที่เหลืออีก 3 เครื่องกำลังรอถึงตาของพวกเขา

ความต่อเนื่องโซลูชันใหม่แต่ละโซลูชันอิงตามการพัฒนาก่อนหน้านี้ การเขียนโค้ดตั้งแต่เริ่มต้นไม่เพียงแต่มีราคาแพง แต่ยังมักจะสร้างผลกำไรให้กับศูนย์การพัฒนาด้วย เนื่องจาก “นี่ก็เพียงพอแล้วสำหรับคนทั่วไป แต่ผู้ใช้ชิป 2 คอร์ยังคงเป็นส่วนแบ่งที่ยิ่งใหญ่”

ยกตัวอย่างโปรเจ็กต์ลัทธิมากมายเช่น Lineage 2, AION, World of Tanks ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของเครื่องยนต์โบราณซึ่งสามารถโหลดคอร์ทางกายภาพเพียงคอร์เดียวได้อย่างเพียงพอดังนั้นบทบาทหลักในการคำนวณจึงเล่นตามความถี่ของชิปเท่านั้น
การเงิน.ไม่ใช่ทุกคนสามารถสร้างผลิตภัณฑ์ใหม่ได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งออกแบบมาเพื่อไม่ใช่ 4.8, 16 เธรด มันแพงเกินไปและในกรณีส่วนใหญ่ไม่ยุติธรรม ตัวอย่างเช่นลัทธิเดียวกัน GTA V ซึ่งสามารถ "กิน" 12 และ 16 เธรดได้อย่างง่ายดายไม่ต้องพูดถึงคอร์

ต้นทุนการพัฒนาเกิน 200 ล้านดอลลาร์ซึ่งในตัวมันเองมีราคาแพงมากอยู่แล้ว ใช่ เกมนี้ประสบความสำเร็จเพราะความน่าเชื่อถือของ Rockstar ในหมู่ผู้เล่นนั้นมีมหาศาล แล้วถ้าเป็นสตาร์ทอัพรุ่นเยาว์ล่ะ? ตอนนี้คุณเข้าใจทุกอย่างด้วยตัวเองแล้ว

คุณต้องการโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์หรือไม่?

ลองดูสถานการณ์จากมุมมองของคนธรรมดาทั่วไป ผู้ใช้ส่วนใหญ่ต้องการ 2 คอร์ด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

• ความต้องการต่ำ
• แอปพลิเคชั่นส่วนใหญ่ทำงานได้อย่างเสถียร
• เกมไม่ใช่สิ่งสำคัญหลัก
• ต้นทุนการประกอบต่ำ
• โปรเซสเซอร์นั้นมีราคาถูก
• ส่วนใหญ่ซื้อโซลูชั่นสำเร็จรูป
• ผู้ใช้บางคนไม่รู้ว่าตนเองขายอะไรในร้านค้าและรู้สึกดีมาก

เล่น2คอร์ได้ไหม ใช่ ไม่มีปัญหา เนื่องจากกลุ่มผลิตภัณฑ์ Intel Core i3 จนถึงรุ่นที่ 7 ได้รับการพิสูจน์อย่างประสบความสำเร็จมาเป็นเวลาหลายปี ที่ได้รับความนิยมอย่างมากก็คือ Pentium Kaby Lake ซึ่งเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่แนะนำการรองรับ Hyper Threading
ตอนนี้คุ้มไหมที่จะซื้อ 2 คอร์ถึงแม้จะมี 4 เธรด? เฉพาะสำหรับงานในสำนักงาน ยุคของชิปเหล่านี้ค่อยๆผ่านไปและผู้ผลิตเริ่มเปลี่ยนมาใช้คอร์กายภาพเต็มจำนวน 4 คอร์ดังนั้นคุณจึงไม่ควรพิจารณา Pentium และ Core i3 Kaby Lake แบบเดียวกันในระยะยาว AMD ละทิ้งโปรเซสเซอร์ 2 คอร์โดยสิ้นเชิง

อะไรคือความแตกต่างระหว่างโปรเซสเซอร์สมาร์ทโฟน Quad-core และ octa-core? คำอธิบายค่อนข้างง่าย ชิปแบบแปดคอร์มีคอร์โปรเซสเซอร์มากกว่าชิปแบบควอดคอร์ถึงสองเท่า เมื่อมองแวบแรก โปรเซสเซอร์ 8-core ดูเหมือนจะทรงพลังเป็นสองเท่าใช่ไหม ในความเป็นจริงไม่มีอะไรแบบนั้นเกิดขึ้น เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดโปรเซสเซอร์ 8 คอร์จึงไม่เพิ่มประสิทธิภาพของสมาร์ทโฟนเป็นสองเท่า จึงจำเป็นต้องมีคำอธิบายบางประการ มาถึงแล้ว โปรเซสเซอร์แปดคอร์ซึ่งเพิ่งฝันถึงเมื่อไม่นานมานี้กำลังแพร่หลายมากขึ้น แต่ปรากฎว่างานของพวกเขาไม่ใช่การเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์

โปรเซสเซอร์ Quad และแปดคอร์ ผลงาน

คำว่า "octa-core" และ "quad-core" นั้นสะท้อนถึงจำนวนแกน CPU

แต่ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างโปรเซสเซอร์ทั้งสองประเภทนี้ อย่างน้อยในปี 2015 ก็คือวิธีการติดตั้งคอร์ของโปรเซสเซอร์

ด้วยโปรเซสเซอร์ Quad-Core ทุกคอร์สามารถทำงานพร้อมกันเพื่อให้สามารถทำงานหลายอย่างพร้อมกันได้อย่างรวดเร็วและยืดหยุ่น การเล่นเกม 3D ที่ราบรื่นยิ่งขึ้น ประสิทธิภาพของกล้องที่เร็วขึ้น และอื่นๆ อีกมากมาย

ในทางกลับกันชิปแปดคอร์สมัยใหม่นั้นประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ Quad-Core สองตัวที่กระจายงานที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับประเภทของมัน บ่อยครั้งที่ชิปแปดคอร์ประกอบด้วยชุดสี่คอร์ที่มีความเร็วสัญญาณนาฬิกาต่ำกว่าชุดที่สอง เมื่องานที่ซับซ้อนจำเป็นต้องทำให้เสร็จ โปรเซสเซอร์ที่เร็วกว่าก็จะเข้ามาจัดการโดยอัตโนมัติ

คำที่แม่นยำกว่า "octa-core" ก็คือ "dual quad-core" แต่ฟังดูไม่ดีนักและไม่เหมาะกับวัตถุประสงค์ทางการตลาด นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมโปรเซสเซอร์เหล่านี้จึงถูกเรียกว่าแปดคอร์

เหตุใดเราจึงต้องมีแกนประมวลผลสองชุด

อะไรคือเหตุผลในการรวมแกนประมวลผลสองชุดเพื่อถ่ายโอนงานไปยังอีกเครื่องหนึ่งในอุปกรณ์เครื่องเดียว? เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

CPU ที่ทรงพลังกว่าจะสิ้นเปลืองพลังงานมากกว่า และจำเป็นต้องชาร์จแบตเตอรี่บ่อยขึ้น และแบตเตอรี่เป็นจุดเชื่อมต่อในสมาร์ทโฟนที่อ่อนแอกว่าโปรเซสเซอร์มาก เป็นผลให้ยิ่งโปรเซสเซอร์สมาร์ทโฟนมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่าใด แบตเตอรี่ก็ยิ่งมีความจุมากขึ้นเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม สำหรับงานบนสมาร์ทโฟนส่วนใหญ่ คุณไม่จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพการประมวลผลสูงอย่างที่โปรเซสเซอร์สมัยใหม่สามารถให้ได้ การนำทางระหว่างหน้าจอหลัก การตรวจสอบข้อความ และแม้แต่การนำทางเว็บเป็นงานที่ต้องใช้โปรเซสเซอร์น้อยกว่า

แต่วิดีโอ HD เกม และการทำงานกับรูปภาพเป็นงานเช่นนั้น ดังนั้นโปรเซสเซอร์แปดคอร์จึงค่อนข้างใช้งานได้จริงแม้ว่าโซลูชันนี้แทบจะเรียกได้ว่าหรูหราก็ตาม โปรเซสเซอร์ที่อ่อนแอกว่าจะจัดการงานที่ใช้ทรัพยากรน้อยลง มีประสิทธิภาพมากขึ้น - ใช้ทรัพยากรมากขึ้น เป็นผลให้การใช้พลังงานโดยรวมลดลงเมื่อเทียบกับสถานการณ์ที่มีเพียงโปรเซสเซอร์ที่มีความถี่สัญญาณนาฬิกาสูงเท่านั้นที่จะจัดการงานทั้งหมดได้ ดังนั้นโปรเซสเซอร์คู่จึงแก้ปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นหลักมากกว่าประสิทธิภาพ

คุณสมบัติทางเทคโนโลยี

โปรเซสเซอร์ 8 คอร์สมัยใหม่ทั้งหมดใช้สถาปัตยกรรม ARM หรือที่เรียกว่า big.LITTLE

สถาปัตยกรรม big.LITTLE แบบ 8 คอร์นี้เปิดตัวในเดือนตุลาคม 2554 และอนุญาตให้คอร์ Cortex-A7 ประสิทธิภาพต่ำสี่คอร์ทำงานร่วมกับ Cortex-A15 คอร์ประสิทธิภาพสูงสี่คอร์ ARM ได้ทำซ้ำแนวทางนี้ทุกปีตั้งแต่นั้นมา โดยนำเสนอชิปที่มีความสามารถมากขึ้นสำหรับคอร์โปรเซสเซอร์ทั้งสองชุดบนชิปแปดคอร์

ผู้ผลิตชิปอุปกรณ์เคลื่อนที่รายใหญ่บางรายกำลังมุ่งเน้นไปที่ตัวอย่าง "octa-core" ขนาดใหญ่ LITTLE นี้ หนึ่งในสิ่งแรกและโดดเด่นที่สุดคือชิป Exynos อันโด่งดังของ Samsung รุ่นแปดคอร์ของมันถูกใช้มาตั้งแต่ Samsung Galaxy S4 ในอุปกรณ์ของบริษัทอย่างน้อยบางเวอร์ชัน

เมื่อเร็วๆ นี้ Qualcomm ก็เริ่มใช้ big.LITTLE ในชิป Snapdragon 810 CPU แบบ 8 คอร์ บนโปรเซสเซอร์นี้มีผลิตภัณฑ์ใหม่ที่มีชื่อเสียงในตลาดสมาร์ทโฟนเช่น G Flex 2 ซึ่งต่อมาได้กลายเป็น LG

เมื่อต้นปี 2558 NVIDIA ได้เปิดตัว Tegra X1 ซึ่งเป็นโปรเซสเซอร์เคลื่อนที่ที่ทรงพลังอย่างยิ่งตัวใหม่ที่บริษัทตั้งใจไว้สำหรับคอมพิวเตอร์ในรถยนต์ คุณสมบัติหลักของ X1 คือ GPU ที่ท้าทายคอนโซล ซึ่งใช้สถาปัตยกรรม big.LITTLE เช่นกัน นั่นคือมันจะกลายเป็นแปดคอร์ด้วย

มีความแตกต่างใหญ่สำหรับผู้ใช้โดยเฉลี่ยหรือไม่?

มีความแตกต่างอย่างมากระหว่างโปรเซสเซอร์สมาร์ทโฟน Quad-Core และ 8-Core สำหรับผู้ใช้โดยเฉลี่ยหรือไม่? ไม่ อันที่จริงมันเล็กมาก Jon Mandi กล่าว

คำว่า "octa-core" ค่อนข้างสับสน แต่จริงๆ แล้วหมายถึงความซ้ำซ้อนของโปรเซสเซอร์ Quad-core ผลลัพธ์ที่ได้คือชุดควอดคอร์ที่ทำงานแยกกันสองชุดรวมกันเป็นชิปตัวเดียวเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

สมาร์ทโฟนสมัยใหม่ทุกเครื่องจำเป็นต้องใช้โปรเซสเซอร์ 8 คอร์หรือไม่ ไม่จำเป็นต้องเป็นเช่นนั้น Jon Mundy เชื่อและอ้างอิงตัวอย่างของ Apple ซึ่งรับประกันประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่เหมาะสมของ iPhone ด้วยโปรเซสเซอร์แบบ dual-core เท่านั้น

ดังนั้น สถาปัตยกรรม ARM big.LITTLE แบบแปดคอร์จึงเป็นหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับปัญหาที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งเกี่ยวกับสมาร์ทโฟน นั่นก็คืออายุการใช้งานแบตเตอรี่ ตามที่ John Mundy กล่าวไว้ ทันทีที่พบวิธีแก้ปัญหาอื่น แนวโน้มของการติดตั้งชุด Quad-Core สองชุดในชิปตัวเดียวและวิธีแก้ปัญหาที่คล้ายกันจะหยุดลง

คุณรู้ข้อดีอื่น ๆ ของโปรเซสเซอร์สมาร์ทโฟน octa-core หรือไม่?

• บทช่วยสอน

ในบทความนี้ ฉันจะพยายามอธิบายคำศัพท์ที่ใช้อธิบายระบบที่สามารถรันหลายโปรแกรมพร้อมกันได้ นั่นคือ multi-core, multi-processor, multi-threaded ความขนานประเภทต่างๆ ปรากฏใน CPU IA-32 ในเวลาต่างกันและเรียงลำดับค่อนข้างไม่สอดคล้องกัน ทั้งหมดนี้ค่อนข้างง่ายที่จะสับสน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาว่าระบบปฏิบัติการซ่อนรายละเอียดอย่างระมัดระวังจากโปรแกรมแอปพลิเคชันที่ซับซ้อนน้อยกว่า

วัตถุประสงค์ของบทความนี้คือเพื่อแสดงให้เห็นว่าด้วยการกำหนดค่าที่เป็นไปได้ที่หลากหลายของระบบมัลติโปรเซสเซอร์, มัลติคอร์และมัลติเธรด, โอกาสจะถูกสร้างขึ้นสำหรับโปรแกรมที่ทำงานบนพวกเขาทั้งสำหรับนามธรรม (โดยไม่สนใจความแตกต่าง) และสำหรับการพิจารณาเฉพาะของบัญชี ( ความสามารถในการค้นหาการกำหนดค่าโดยทางโปรแกรม)

คำเตือนเกี่ยวกับสัญญาณ ®, ™ ในบทความ

ความคิดเห็นของฉันอธิบายว่าทำไมพนักงานของบริษัทจึงควรใช้ประกาศเกี่ยวกับลิขสิทธิ์ในการสื่อสารสาธารณะ ในบทความนี้ฉันต้องใช้มันค่อนข้างบ่อย

ซีพียู

แน่นอนว่าคำที่เก่าที่สุด ใช้บ่อยที่สุด และเป็นที่ถกเถียงกันคือ "โปรเซสเซอร์"

ในโลกสมัยใหม่ โปรเซสเซอร์คือสิ่งที่เราซื้อในกล่องขายปลีกที่สวยงามหรือแพ็คเกจ OEM ที่ไม่ค่อยดีนัก เอนทิตีที่แบ่งแยกไม่ได้ถูกเสียบเข้าไปในซ็อกเก็ตบนเมนบอร์ด แม้ว่าจะไม่มีขั้วต่อและไม่สามารถถอดออกได้นั่นคือหากบัดกรีแน่นก็จะเป็นชิปตัวเดียว

ระบบมือถือ (โทรศัพท์ แท็บเล็ต แล็ปท็อป) และเดสก์ท็อปส่วนใหญ่มีโปรเซสเซอร์ตัวเดียว บางครั้งเวิร์กสเตชันและเซิร์ฟเวอร์อาจมีโปรเซสเซอร์สองตัวขึ้นไปบนเมนบอร์ดตัวเดียว

การรองรับ CPU หลายตัวในระบบเดียวจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบมากมาย อย่างน้อยที่สุด จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อทางกายภาพ (มีซ็อกเก็ตหลายช่องบนเมนบอร์ด) แก้ไขปัญหาการระบุตัวโปรเซสเซอร์ (ดูภายหลังในบทความนี้ เช่นเดียวกับบันทึกย่อก่อนหน้าของฉัน) การประสานงานของการเข้าถึงหน่วยความจำและการขัดจังหวะการจัดส่ง ( ตัวควบคุมการขัดจังหวะจะต้องสามารถกำหนดเส้นทางการขัดจังหวะสำหรับโปรเซสเซอร์หลายตัว) และแน่นอนว่าต้องได้รับการสนับสนุนจากระบบปฏิบัติการ น่าเสียดายที่ฉันไม่พบสารคดีที่กล่าวถึงการสร้างระบบมัลติโปรเซสเซอร์ตัวแรกบนโปรเซสเซอร์ Intel แต่ Wikipedia อ้างว่า Sequent Computer Systems จัดหาให้พวกเขาแล้วในปี 1987 โดยใช้โปรเซสเซอร์ Intel 80386 การรองรับชิปหลายตัวในระบบเดียวกำลังแพร่หลาย , เริ่มต้นด้วย Intel® Pentium

หากมีโปรเซสเซอร์หลายตัว แสดงว่าแต่ละตัวจะมีขั้วต่อของตัวเองบนบอร์ด แต่ละรายการมีสำเนาทรัพยากรทั้งหมดแยกกันอย่างสมบูรณ์ เช่น รีจิสเตอร์ อุปกรณ์ดำเนินการ แคช พวกเขาแบ่งปันหน่วยความจำร่วมกัน - RAM หน่วยความจำสามารถเชื่อมต่อกับพวกเขาได้หลายวิธีและค่อนข้างไม่สำคัญ แต่นี่เป็นเรื่องราวที่แยกจากกันซึ่งอยู่นอกเหนือขอบเขตของบทความนี้ สิ่งสำคัญคือไม่ว่าในกรณีใด ควรสร้างภาพลวงตาของหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันที่เป็นเนื้อเดียวกันที่สามารถเข้าถึงได้จากโปรเซสเซอร์ทั้งหมดที่รวมอยู่ในระบบสำหรับโปรแกรมที่ปฏิบัติการได้

พร้อมบินขึ้น! บอร์ดเดสก์ท็อป Intel® D5400XS

แกนกลาง

ในอดีต มัลติคอร์ใน Intel IA-32 ปรากฏช้ากว่า Intel® HyperThreading แต่ในลำดับชั้นเชิงตรรกะจะปรากฏเป็นลำดับถัดไป

ดูเหมือนว่าหากระบบมีโปรเซสเซอร์มากขึ้น ประสิทธิภาพก็จะสูงขึ้น (ในงานที่สามารถใช้ทรัพยากรทั้งหมดได้) อย่างไรก็ตาม หากต้นทุนในการสื่อสารระหว่างกันสูงเกินไป ผลประโยชน์ทั้งหมดจากการขนานจะถูกทำลายลงเนื่องจากความล่าช้าอันยาวนานในการถ่ายโอนข้อมูลทั่วไป นี่คือสิ่งที่สังเกตได้ในระบบมัลติโปรเซสเซอร์ - ทั้งทางกายภาพและทางตรรกะซึ่งอยู่ห่างไกลจากกันมาก เพื่อการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพในสภาวะดังกล่าว จำเป็นต้องมีบัสพิเศษ เช่น Intel® QuickPath Interconnect แน่นอนว่าการใช้พลังงาน ขนาด และราคาของโซลูชั่นขั้นสุดท้ายไม่ได้ลดลงจากทั้งหมดนี้ การบูรณาการส่วนประกอบในระดับสูงควรได้รับการช่วยเหลือ - วงจรที่ดำเนินการส่วนของโปรแกรมแบบขนานจะต้องเข้าใกล้กันมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนชิปตัวเดียว กล่าวอีกนัยหนึ่ง โปรเซสเซอร์หนึ่งตัวควรจัดระเบียบหลายตัว แกนเหมือนกันทุกอย่างแต่ทำงานอย่างเป็นอิสระ

โปรเซสเซอร์ IA-32 แบบมัลติคอร์ตัวแรกจาก Intel เปิดตัวในปี 2548 ตั้งแต่นั้นมา จำนวนคอร์โดยเฉลี่ยในเซิร์ฟเวอร์ เดสก์ท็อป และแพลตฟอร์มมือถือในปัจจุบันก็เติบโตอย่างต่อเนื่อง

ต่างจากโปรเซสเซอร์แบบซิงเกิลคอร์สองตัวบนระบบเดียวกันที่ใช้หน่วยความจำร่วมกันเท่านั้น คอร์สองตัวยังสามารถแชร์แคชและทรัพยากรที่เกี่ยวข้องกับหน่วยความจำอื่นๆ ได้อีกด้วย โดยส่วนใหญ่ แคชระดับแรกยังคงเป็นส่วนตัว (แต่ละคอร์มีแคชของตัวเอง) ในขณะที่แคชระดับที่สองและสามสามารถแชร์หรือแยกกันได้ การจัดระบบนี้ช่วยให้คุณลดความล่าช้าในการส่งข้อมูลระหว่างคอร์ที่อยู่ใกล้เคียง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคอร์เหล่านั้นกำลังทำงานทั่วไปอยู่

ภาพขนาดเล็กของโปรเซสเซอร์ Intel แบบ quad-core ที่มีชื่อรหัสว่า Nehalem แยกคอร์ แคชระดับที่สามทั่วไป รวมถึงลิงก์ QPI ไปยังโปรเซสเซอร์อื่น และตัวควบคุมหน่วยความจำทั่วไปได้รับการจัดสรร

ไฮเปอร์เธรด

จนถึงประมาณปี 2002 วิธีเดียวที่จะได้รับระบบ IA-32 ที่สามารถรันโปรแกรมสองโปรแกรมขึ้นไปพร้อมกันได้คือการใช้ระบบมัลติโปรเซสเซอร์ Intel® Pentium® 4 รวมถึงกลุ่มผลิตภัณฑ์ Xeon ที่มีชื่อรหัสว่า Foster (Netburst) ได้เปิดตัวเทคโนโลยีใหม่ - ไฮเปอร์เธรดหรือไฮเปอร์เธรด - Intel® HyperThreading (ต่อไปนี้จะเรียกว่า HT)

ไม่มีอะไรใหม่ภายใต้ดวงอาทิตย์ HT เป็นกรณีพิเศษของสิ่งที่อ้างถึงในวรรณคดีว่าเป็นมัลติเธรดพร้อมกัน (SMT) แตกต่างจากคอร์ "ของจริง" ซึ่งเป็นสำเนาที่สมบูรณ์และเป็นอิสระในกรณีของ HT มีเพียงส่วนหนึ่งของโหนดภายในเท่านั้นที่รับผิดชอบหลักในการจัดเก็บสถานะสถาปัตยกรรม - รีจิสเตอร์จะถูกทำซ้ำในโปรเซสเซอร์ตัวเดียว โหนดผู้บริหารที่รับผิดชอบในการจัดระเบียบและประมวลผลข้อมูลยังคงเป็นเอกพจน์ และในเวลาใดก็ตาม จะถูกใช้งานโดยหนึ่งในเธรดมากที่สุด เช่นเดียวกับคอร์ ไฮเปอร์เธรดจะแชร์แคช แต่ระดับใดขึ้นอยู่กับระบบเฉพาะ

ฉันจะไม่พยายามอธิบายข้อดีข้อเสียของการออกแบบ SMT โดยทั่วไปและการออกแบบ HT โดยเฉพาะ ผู้อ่านที่สนใจสามารถค้นหาการอภิปรายโดยละเอียดเกี่ยวกับเทคโนโลยีได้จากหลายแหล่ง และแน่นอนในวิกิพีเดีย อย่างไรก็ตาม ฉันจะสังเกตประเด็นสำคัญต่อไปนี้ ซึ่งจะอธิบายข้อจำกัดในปัจจุบันเกี่ยวกับจำนวนไฮเปอร์เธรดในผลิตภัณฑ์จริง

ข้อจำกัดของเธรด

การปรากฏตัวของมัลติคอร์ที่ "ไม่ยุติธรรม" ในรูปแบบของ HT ในกรณีใดบ้างที่สมเหตุสมผล? หากเธรดแอปพลิเคชันหนึ่งไม่สามารถโหลดโหนดการดำเนินการทั้งหมดภายในเคอร์เนลได้ ก็สามารถ "ยืม" ไปยังเธรดอื่นได้ นี่เป็นเรื่องปกติสำหรับแอปพลิเคชันที่มีปัญหาคอขวดซึ่งไม่ได้อยู่ในการคำนวณ แต่ในการเข้าถึงข้อมูล ซึ่งมักจะสร้างแคชที่พลาดและต้องรอส่งข้อมูลจากหน่วยความจำ ในช่วงเวลานี้ แกนหลักที่ไม่มี HT จะถูกบังคับให้ไม่ได้ใช้งาน การมีอยู่ของ HT ช่วยให้คุณสามารถสลับโหนดที่เรียกใช้งานฟรีไปเป็นสถานะสถาปัตยกรรมอื่นได้อย่างรวดเร็ว (เนื่องจากมีการทำซ้ำ) และดำเนินการตามคำแนะนำ นี่เป็นกรณีพิเศษของเทคนิคที่เรียกว่าการซ่อนเวลาแฝง เมื่อการดำเนินการที่ยาวนานครั้งหนึ่งในระหว่างที่ทรัพยากรที่มีประโยชน์ไม่ได้ใช้งาน จะถูกปกปิดโดยการดำเนินการแบบขนานของงานอื่นๆ หากแอปพลิเคชันมีการใช้งานทรัพยากรเคอร์เนลในระดับสูงอยู่แล้ว การมีไฮเปอร์เธรดจะไม่อนุญาตให้เร่งความเร็ว - จำเป็นต้องใช้เคอร์เนลที่ "ซื่อสัตย์" ที่นี่

สถานการณ์ทั่วไปสำหรับแอปพลิเคชันเดสก์ท็อปและเซิร์ฟเวอร์ที่ออกแบบมาสำหรับสถาปัตยกรรมเครื่องจักรที่ใช้งานทั่วไปมีศักยภาพในการดำเนินการแบบขนานโดยใช้ HT อย่างไรก็ตาม ศักยภาพนี้ถูกใช้หมดอย่างรวดเร็ว บางทีด้วยเหตุผลนี้ ในโปรเซสเซอร์ IA-32 เกือบทั้งหมด จำนวนไฮเปอร์เธรดของฮาร์ดแวร์จึงไม่เกินสองตัว ในสถานการณ์ทั่วไป ประโยชน์ที่ได้รับจากการใช้ไฮเปอร์เธรดตั้งแต่สามเธรดขึ้นไปอาจมีน้อย แต่การสูญเสียขนาดดาย การใช้พลังงาน และต้นทุนมีความสำคัญมาก

มีการสังเกตสถานการณ์ที่แตกต่างกันในงานทั่วไปที่ทำกับตัวเร่งความเร็ววิดีโอ ดังนั้นสถาปัตยกรรมเหล่านี้จึงโดดเด่นด้วยการใช้เทคโนโลยี SMT ที่มีเธรดจำนวนมากขึ้น เนื่องจากโปรเซสเซอร์ร่วม Intel® Xeon Phi (เปิดตัวในปี 2010) ค่อนข้างใกล้เคียงกับการ์ดวิดีโอทั้งในด้านอุดมการณ์และลำดับวงศ์ตระกูล จึงอาจมี สี่ไฮเปอร์เธรดในแต่ละคอร์ - การกำหนดค่าเฉพาะสำหรับ IA-32

โปรเซสเซอร์แบบลอจิคัล

จากสาม “ระดับ” ของการขนานที่อธิบายไว้ (โปรเซสเซอร์, คอร์, ไฮเปอร์เธรด) บางส่วนหรือทั้งหมดอาจหายไปในระบบใดระบบหนึ่ง สิ่งนี้ได้รับผลกระทบจากการตั้งค่า BIOS (ปิดใช้งานมัลติคอร์และมัลติเธรดแยกกัน) คุณสมบัติสถาปัตยกรรมไมโคร (เช่น HT หายไปจาก Intel® Core™ Duo แต่ถูกนำกลับมาพร้อมกับการเปิดตัว Nehalem) และเหตุการณ์ของระบบ ( เซิร์ฟเวอร์ที่มีโปรเซสเซอร์หลายตัวสามารถปิดโปรเซสเซอร์ที่ล้มเหลวได้หากตรวจพบข้อผิดพลาดและยังคง "บิน" ต่อไปในโปรเซสเซอร์ที่เหลือ) สวนสัตว์แห่งการทำงานพร้อมกันหลายระดับนี้มองเห็นได้สำหรับระบบปฏิบัติการและท้ายที่สุดกับแอปพลิเคชันแอปพลิเคชันอย่างไร

นอกจากนี้ เพื่อความสะดวก เราจึงแสดงจำนวนโปรเซสเซอร์ คอร์ และเธรดในระบบหนึ่งเป็นสาม ( x, ย, z), ที่ไหน xคือจำนวนโปรเซสเซอร์ ย- จำนวนคอร์ในโปรเซสเซอร์แต่ละตัว และ z- จำนวนไฮเปอร์เธรดในแต่ละคอร์ จากนี้ไปผมจะเรียกสิ่งนี้ว่าสาม โทโพโลยี- เป็นคำที่กำหนดขึ้นซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับสาขาวิชาคณิตศาสตร์มากนัก งาน พี = เอ็กซ์ซีสกำหนดจำนวนของเอนทิตีที่ถูกเรียก โปรเซสเซอร์แบบลอจิคัลระบบ โดยจะกำหนดจำนวนบริบทอิสระทั้งหมดของกระบวนการแอปพลิเคชันบนระบบหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกัน ซึ่งดำเนินการแบบขนาน ซึ่งระบบปฏิบัติการถูกบังคับให้คำนึงถึง ฉันพูดว่า "บังคับ" เพราะไม่สามารถควบคุมลำดับการดำเนินการของสองกระบวนการบนตัวประมวลผลลอจิคัลที่ต่างกันได้ นอกจากนี้ยังใช้กับไฮเปอร์เธรด: แม้ว่าจะทำงาน "ตามลำดับ" บนคอร์เดียวกัน แต่ฮาร์ดแวร์จะกำหนดลำดับเฉพาะและไม่สามารถสังเกตหรือควบคุมโดยโปรแกรมได้

บ่อยครั้งที่ระบบปฏิบัติการซ่อนคุณลักษณะของโทโพโลยีทางกายภาพของระบบที่ใช้งานอยู่จากแอปพลิเคชันปลายทาง ตัวอย่างเช่น โทโพโลยีสามรายการต่อไปนี้: (2, 1, 1), (1, 2, 1) และ (1, 1, 2) - ระบบปฏิบัติการจะเป็นตัวแทนของโปรเซสเซอร์ลอจิคัลสองตัว แม้ว่าตัวแรกจะมีโปรเซสเซอร์สองตัวก็ตาม วินาที - สองคอร์และอันที่สาม - เพียงสองเธรด

Windows Task Manager แสดงตัวประมวลผลแบบลอจิคัล 8 ตัว แต่ราคาเท่าไหร่ในโปรเซสเซอร์, คอร์และไฮเปอร์เธรด?

Linux อันดับต้น ๆ แสดงตัวประมวลผลแบบลอจิคัล 4 ตัว

สิ่งนี้ค่อนข้างสะดวกสำหรับผู้สร้างแอปพลิเคชัน - พวกเขาไม่จำเป็นต้องจัดการกับคุณสมบัติของฮาร์ดแวร์ที่มักจะไม่สำคัญสำหรับพวกเขา

คำจำกัดความของซอฟต์แวร์โทโพโลยี

แน่นอนว่า การแยกโทโพโลยีออกเป็นโปรเซสเซอร์ลอจิคัลจำนวนเดียวในบางกรณีทำให้เกิดความสับสนและความเข้าใจผิด (ในข้อพิพาททางอินเทอร์เน็ตที่ดุเดือด) แอปพลิเคชันคอมพิวเตอร์ที่ต้องการบีบประสิทธิภาพสูงสุดออกจากฮาร์ดแวร์จำเป็นต้องมีการควบคุมโดยละเอียดว่าเธรดจะถูกวางไว้ที่ใด: อยู่ใกล้กันบนไฮเปอร์เธรดที่อยู่ติดกัน หรือในทางกลับกัน จะอยู่ไกลออกไปบนโปรเซสเซอร์ที่แตกต่างกัน ความเร็วของการสื่อสารระหว่างโปรเซสเซอร์แบบลอจิคัลภายในคอร์หรือโปรเซสเซอร์เดียวกันนั้นสูงกว่าความเร็วของการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างโปรเซสเซอร์มาก ความเป็นไปได้ของความแตกต่างในการจัดระเบียบหน่วยความจำในการทำงานก็ทำให้ภาพซับซ้อนเช่นกัน

ข้อมูลเกี่ยวกับโทโพโลยีของระบบโดยรวม รวมถึงตำแหน่งของตัวประมวลผลแบบลอจิคัลแต่ละตัวใน IA-32 มีให้ใช้งานโดยใช้คำสั่ง CPUID นับตั้งแต่การถือกำเนิดของระบบมัลติโปรเซสเซอร์ระบบแรก รูปแบบการระบุตัวประมวลผลแบบลอจิคัลได้ถูกขยายออกไปหลายครั้ง จนถึงปัจจุบัน ชิ้นส่วนต่างๆ มีอยู่ในเอกสาร CPUID แผ่นที่ 1, 4 และ 11 แผ่นงานใดที่จะดูสามารถกำหนดได้จากผังงานต่อไปนี้ที่นำมาจากบทความ:

ฉันจะไม่ทำให้คุณเบื่อที่นี่พร้อมรายละเอียดทั้งหมดของแต่ละส่วนของอัลกอริทึมนี้ หากมีความสนใจสามารถอุทิศส่วนถัดไปของบทความนี้ได้ ฉันจะแนะนำผู้อ่านที่สนใจซึ่งจะตรวจสอบปัญหานี้อย่างละเอียดที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในที่นี้ฉันจะอธิบายสั้น ๆ ก่อนว่า APIC คืออะไร และเกี่ยวข้องกับโทโพโลยีอย่างไร ต่อไป เราจะมาดูการทำงานกับชีต 0xB (สิบเอ็ดในฐานสิบ) ซึ่งปัจจุบันเป็นคำสุดท้ายใน "apico-building"

รหัส APIC

Local APIC (ตัวควบคุมการขัดจังหวะแบบตั้งโปรแกรมขั้นสูง) เป็นอุปกรณ์ (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของโปรเซสเซอร์) ที่รับผิดชอบในการจัดการการขัดจังหวะที่มาถึงตัวประมวลผลแบบลอจิคัลเฉพาะ ตัวประมวลผลแบบลอจิคัลแต่ละตัวมี APIC ของตัวเอง และแต่ละรายการในระบบจะต้องมีค่า APIC ID ที่ไม่ซ้ำกัน หมายเลขนี้ถูกใช้โดยตัวควบคุมการขัดจังหวะเพื่อระบุที่อยู่เมื่อส่งข้อความ และโดยคนอื่นๆ (เช่น ระบบปฏิบัติการ) เพื่อระบุตัวประมวลผลแบบลอจิคัล ข้อมูลจำเพาะสำหรับตัวควบคุมอินเทอร์รัปต์นี้ได้พัฒนาจาก Intel 8259 PIC ผ่าน Dual PIC, APIC และ xAPIC เป็น x2APIC

ปัจจุบันความกว้างของตัวเลขที่เก็บไว้ใน APIC ID มีจำนวนถึง 32 บิตเต็มแล้ว แม้ว่าในอดีตจะถูกจำกัดไว้ที่ 16 บิต และก่อนหน้านี้มีเพียง 8 บิตเท่านั้น ปัจจุบัน เศษของวันเก่าๆ กระจัดกระจายไปทั่ว CPUID แต่ CPUID.0xB.EDX ส่งคืน APIC ID ทั้ง 32 บิต ในตัวประมวลผลแบบลอจิคัลแต่ละตัวที่ดำเนินการคำสั่ง CPUID อย่างอิสระ ค่าที่แตกต่างกันจะถูกส่งกลับ

ชี้แจงความสัมพันธ์ในครอบครัว

ค่า APIC ID ไม่ได้บอกอะไรคุณเกี่ยวกับโทโพโลยี หากต้องการทราบว่าตัวประมวลผลแบบลอจิคัลตัวใดสองตัวที่อยู่ในตัวประมวลผลจริงตัวเดียว (กล่าวคือ เป็นตัวประมวลผลแบบ "พี่น้อง" ) ตัวไหนสองตัวอยู่ภายในตัวประมวลผลเดียวกัน และตัวใดเป็นตัวประมวลผลที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง คุณจะต้องเปรียบเทียบค่า APIC ID ของตัวประมวลผลเหล่านั้น บิตบางส่วนจะตรงกันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับของความสัมพันธ์ ข้อมูลนี้มีอยู่ในรายการย่อย CPUID.0xB ซึ่งมีการเข้ารหัสตัวถูกดำเนินการใน ECX แต่ละรายการจะอธิบายตำแหน่งของฟิลด์บิตของระดับโทโพโลยีระดับใดระดับหนึ่งใน EAX (อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นคือจำนวนบิตที่ต้องเลื่อนไปทางขวาใน APIC ID เพื่อลบระดับโทโพโลยีที่ต่ำกว่า) รวมถึง ประเภทของระดับนี้ - ไฮเปอร์เธรด, คอร์หรือโปรเซสเซอร์ - ใน ECX

ตัวประมวลผลแบบลอจิคัลที่อยู่ภายในคอร์เดียวกันจะมีบิต APIC ID ทั้งหมดเหมือนกัน ยกเว้นบิตที่อยู่ในฟิลด์ SMT สำหรับตัวประมวลผลแบบลอจิคัลที่อยู่ในตัวประมวลผลเดียวกัน บิตทั้งหมดยกเว้นฟิลด์ Core และ SMT เนื่องจากจำนวนชีตย่อยสำหรับ CPUID.0xB สามารถเพิ่มขึ้นได้ รูปแบบนี้จะช่วยให้เราสามารถรองรับคำอธิบายของโทโพโลยีด้วยจำนวนระดับที่มากขึ้น หากจำเป็นเกิดขึ้นในอนาคต ยิ่งไปกว่านั้น ยังสามารถแนะนำระดับกลางระหว่างระดับที่มีอยู่ได้

ผลที่ตามมาที่สำคัญของการจัดระเบียบโครงการนี้คืออาจมี "ช่องโหว่" ในชุด APIC ID ทั้งหมดของตัวประมวลผลลอจิคัลทั้งหมดในระบบ เช่น พวกเขาจะไม่ไปตามลำดับ ตัวอย่างเช่น ในโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ที่ปิด HT รหัส APIC ทั้งหมดอาจกลายเป็นเลขคู่ เนื่องจากบิตที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุดที่รับผิดชอบในการเข้ารหัสหมายเลขไฮเปอร์เธรดจะเป็นศูนย์เสมอ

ฉันทราบว่า CPUID.0xB ไม่ใช่แหล่งข้อมูลเดียวเกี่ยวกับตัวประมวลผลแบบลอจิคัลที่มีในระบบปฏิบัติการ รายการโปรเซสเซอร์ทั้งหมดที่พร้อมใช้งาน พร้อมด้วยค่า APIC ID จะถูกเข้ารหัสในตาราง MADT ACPI

ระบบปฏิบัติการและโทโพโลยี

ระบบปฏิบัติการให้ข้อมูลเกี่ยวกับโทโพโลยีของตัวประมวลผลแบบลอจิคัลแก่แอปพลิเคชันที่ใช้อินเทอร์เฟซของตนเอง

บน Linux ข้อมูลโทโพโลยีมีอยู่ในไฟล์เทียม /proc/cpuinfo รวมถึงเอาต์พุตของคำสั่ง dmidecode ในตัวอย่างด้านล่าง ฉันกรองเนื้อหาของ cpuinfo บนระบบ Quad-Core บางระบบที่ไม่มี HT เหลือเพียงรายการที่เกี่ยวข้องกับโทโพโลยี:

ข้อความที่ซ่อนอยู่

ggg@shadowbox:~$ cat /proc/cpuinfo |grep "processor\|physical\ id\|siblings\|core\|cores\|apicid" โปรเซสเซอร์: 0 ฟิสิคัล id: 0 พี่น้อง: 4 คอร์ id: 0 คอร์ซีพียู: 2 apicid: 0 apicid เริ่มต้น: 0 ตัวประมวลผล: 1 id ฟิสิคัล: 0 พี่น้อง: 4 core id: 0 cpu cores: 2 apicid: 1 apicid เริ่มต้น: 1 ตัวประมวลผล: 2 id ฟิสิคัล: 0 พี่น้อง: 4 core id: 1 cpu cores: 2 apicid: 2 apicid เริ่มต้น: 2 ตัวประมวลผล: 3 id ทางกายภาพ: 0 พี่น้อง: 4 core id: 1 cpu cores: 2 apicid: 3 apicid เริ่มต้น: 3

บน FreeBSD โทโพโลยีจะถูกรายงานผ่านกลไก sysctl ในตัวแปร kern.sched.topology_spec เป็น XML:

ข้อความที่ซ่อนอยู่

ผู้ใช้ @ โฮสต์: ~ $ sysctl kern.sched.topology_spec kern.sched.topology_spec: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 0, 1 กลุ่มเธรดกลุ่มเอสเอ็มที 2, 3 กลุ่มเธรดกลุ่มเอสเอ็มที 4, 5 กลุ่มเธรดกลุ่มเอสเอ็มที 6, 7 กลุ่มเธรดกลุ่มเอสเอ็มที

ใน MS Windows 8 ข้อมูลโทโพโลยีสามารถดูได้ในตัวจัดการงาน