PROCESORUL DUAL-CORE

PROCESORUL DUAL-CORE

Ideea de procesor cu mai multe nuclee este o consecinta a efectelor, din punct de vedere al performantei, pe care le are folosirea unui PC cu mai multe procesoare in locul unuia singur. Dar un sistem bazat pe o placa de baza multiprocesor devine foarte scump si neatractiv pentru majoritatea utilizatorilor. Folosirea mai multor nuclee pe aceeasi pastila de siliciu permite cresterea performantei cu costuri minime, deoarece liniile de comunicare intre cele doua nuclee sunt mult mai scurte, deci mai rapide, in acelasi timp disparand si necesitatea construirii unei infrastructuri pentru interconectarea nucleelor.
Initial, aceasta idee era foarte greu de pus in practica din cauza procesului de fabricatie a cip-urilor, ce presupunea cresterea dimensiunilor pastilei de siliciu prin folosirea unui numar mai mare de tranzistori, implicit si a consumului. Odata cu micsorarea dimensiunilor tranzistorilor a devenit posibila introducerea unui numar mai mare de tranzistori in acelasi spatiu pe pastila, pastrandu-se in acelasi timp si caracteristicile termice.

Primul processor dual-core a fost conceput si construit de IBM in anul 2000, odata cu lansarea celei de-a patra generatii de procesoare PowerPC:  Power Acesta aducea, in premiera, mai multe nuclee pe aceeasi pastila, fiind vorba in fapt de doua nuclee pe 64 biti PowerPC AS. Memoria cache Level 2 era impartita in trei parti egale, fiecare nucleu avand acces la oricare dintre ele.

Avantajele procesorului dual-core

In cazul arhitecturii single-core exista mai multe optimizari cu scopul de a creste viteza de executie a unui program si vizeaza, de obicei,  paralelismul la nivel de instructiune , ce presupune executarea simultana a cat mai multor instructiuni. Acest lucru este posibil atata timp cat o instructiune nu depinde de rezultatul alteia ce se doreste executata in paralel.
In cazul arhitecturii multi-core se urmareste optimizarea  paralelismului la nivel de thread . Un  thread  este un fir de executie al unui program, program care poate avea mai multe fire de executie, fiecare cu setul sau de instructiuni ce pot fi si ele rulate in paralel. Viteza unei arhitecturi multi-core depinde de modul in care sunt scrise programele si de compilatorul care furnizeaza date procesorului.
Ca specific al arhitecturii multi-core, fiecare nucleu executa un flux independent de instructiuni din cadrul unei zone comune de memorie. Continutul acestei zone este administrat prin arbitrare, in functie de continutul memoriei cache a fiecarui nucleu. Nivelurile de cache pentru fiecare nucleu se justifica prin structura procesoarelor actuale, optimizate pentru cresterea latimii de banda a interfetei cu memoria. Fara aceste niveluri de cache locale, fiecare nucleu ar rula sa maximum jumatate din potential. Managementul continutului memoriilor cache este realizat prin intermediul unui protocol de asigurare a coerentei datelor stocate. Celelalte avantaje constau in localizarea mai precisa a datelor, comunicarea mai rapida intre unitatile de procesare, economisirea spatiului si consumului de curent si un raport cost/performanta mai bun decat in cazul unui procesor single-core.

Concluzii

In acest moment oferta software nu include foarte multe aplicatii optimizate pentru procesoarele multi-core, iar cele care necesita rularea a doua task-uri simultane sunt si mai putine. Nici dezvoltatorii de software nu se inghesuie sa lanseze aplicatii optimizate pentru noile procesoare, in prezent fiind extrem de putine cele care sunt optimizate chiar si numai pentru Hyper Threading-ul de la Intel, nu mai vorbim pentru dual-core. Nici jocurile nu sunt intr-o situatie mai buna, neexistand nici macar unul optimizat pentru procesoare multi-core. E adevarat ca asta ar necesita schimbarea totala a modului de programare al aplicatiilor, ceea ce ar costa enorm si ar duce la cresterea, oarecum artificiala, a pretului aplicatiilor respective si asa scumpe, in marea lor majoritate.
Din pacate, de acest lucru depinde foarte mult rata de adoptare a procesoarelor multi-core, care inca nu sunt foarte cerute pe piata, neexistand si suportul software aferent, care sa le descatuseze adevarata putere.