В съвременните многоядрени процесори две или повече изчислителни ядра са разположени върху един силициев кристал. Освен това, всяко ядро може да поддържа изчислението на две или повече нишки. Използването на многоядрени процесори може да ускори работата на операционните системи и приложенията, които поддържат многопоточност.
Многоядрените процесори са централни процесори, които съдържат повече от две процесорни ядра. Такива ядра могат да бъдат разположени както в една опаковка, така и върху една матрица на процесора.
Какво е многоядрен процесор?
Най-често многоядрени процесори се разбират като централни процесори, в които няколко изчислителни ядра са интегрирани в една микросхема (т.е. те са разположени върху един силициев кристал).
Обикновено тактовата честота в многоядрените процесори умишлено се подценява. Това се прави с цел намаляване на консумацията на енергия, като същевременно се поддържа необходимата производителност на процесора. В същото време всяко ядро е пълноценен микропроцесор, което е характерно за всички съвременни процесори - използва многостепенен кеш, поддържа изпълнение на код извън реда и векторни инструкции.
Хипер-резба
Ядрата в многоядрените процесори могат да поддържат SMT, което позволява изпълнението на множество нишки на изчисление и множество логически процесори въз основа на всяко ядро. На процесорите, произведени от Intel, тази технология се нарича „Hyper-threadading“. Тя ви позволява да удвоите броя на логическите процесори в сравнение с броя на физическите чипове. В микропроцесорите, които поддържат тази технология, всеки физически процесор може да поддържа състоянието на две нишки едновременно. За операционната система ще изглежда, че има два логически процесора. Ако има пауза в работата на един от тях (например, той чака да бъдат получени данни от паметта), другият логически процесор започва да изпълнява собствената си нишка.
Видове многоядрени процесори
Многоядрените процесори се класифицират в няколко типа. Те могат или не могат да поддържат използването на споделен кеш. Комуникацията между ядрата се осъществява с помощта на споделена шина, мрежа от точка до точка, мрежа с превключвател или споделен кеш.
Принцип на действие
Повечето съвременни многоядрени процесори работят по следната схема. Ако работещото приложение поддържа многопоточност, то може да принуди процесора да изпълнява множество задачи едновременно. Например, ако компютърът използва 4-ядрен процесор с тактова честота 1,8 GHz, програмата може да „зареди“всички четири ядра с работа наведнъж, докато общата честота на процесора ще бъде 7,2 GHz. Ако се изпълняват няколко програми наведнъж, всяка от тях може да използва част от процесорните ядра, което също води до увеличаване на производителността на компютъра.
Много операционни системи поддържат многопоточност, така че използването на многоядрени процесори може да ускори компютъра дори в случай на приложения, които не поддържат многопоточност. Ако разгледаме работата само на едно приложение, тогава използването на многоядрени процесори ще бъде оправдано само ако това приложение е оптимизирано за многопоточност. В противен случай скоростта на многоядрения процесор няма да се различава от тази на конвенционалния процесор и понякога ще работи дори по-бавно.
