¿Quién conoce los antecedentes y la historia de desarrollo de la tecnología CPU multinúcleo?

Datos de la tecnología de doble núcleo de Intel y AMD

El llamado procesador de doble núcleo simplemente integra dos núcleos de procesador en un sustrato de CPU y los procesa a través de un paralelo bus. Los núcleos están conectados. El doble núcleo no es un concepto nuevo, es simplemente el tipo más básico, simple y sencillo de CMP (Chip Multiprocesador). De hecho, en el campo de los procesadores RISC, ya se han implementado sistemas de doble núcleo e incluso multinúcleo. CMP fue propuesto por primera vez por la Universidad de Stanford en Estados Unidos. La idea es implementar una arquitectura SMP (multiprocesamiento simétrico) en un solo chip, ejecutando diferentes procesos en paralelo. Ya a finales del siglo pasado, HP e IBM ya habían propuesto el diseño de viabilidad de procesadores de doble núcleo. En 2001, IBM lanzó el procesador POWER4 de doble núcleo, y luego Sun y HP también lanzaron chips UltraSPARC y PA-RISC basados ​​en la arquitectura de doble núcleo. Pero en este momento, la arquitectura de procesador de doble núcleo todavía se encuentra en el campo RISC de alta gama. No hace mucho, Intel y AMD lanzaron sucesivamente sus propios procesadores de doble núcleo, y el doble núcleo realmente ha entrado en el campo X86 convencional.

La razón más importante por la que Intel y AMD lanzaron procesadores de doble núcleo es que es difícil aumentar la frecuencia de los procesadores de un solo núcleo ordinarios originales y no hay un salto cualitativo en el rendimiento. Debido a la dificultad para aumentar la frecuencia, Intel tuvo que anunciar su plan de descontinuar los productos de 4GHz después de lanzar productos de 3,8GHz. AMD no puede mejorar significativamente la frecuencia real después de superar los 2 GHz, y 3 GHz se ha convertido en un obstáculo insuperable para AMD. Es bajo esta circunstancia que, para encontrar nuevos puntos de venta, tanto Intel como AMD han levantado la bandera del doble núcleo.

Introducción al procesador de doble núcleo de Intel

El actual procesador de escritorio de doble núcleo de Intel tiene el nombre en código Smithfield. Básicamente se puede considerar como la integración de los dos núcleos Prescott utilizados en el Pentium 4 en el mismo. procesador. Los dos núcleos * * * comparten el bus frontal y cada núcleo tiene un caché L2 independiente de 1 MB. Los dos núcleos suman 2 MB * *, pero esto es obviamente diferente del caché de 2 MB de los procesadores de la serie Pentium 4 6XX. Sin embargo, dado que los dos núcleos del procesador tienen cachés independientes, es necesario asegurarse de que la información de la caché de cada núcleo físico sea coherente; de ​​lo contrario, se producirán errores de operación. Por ejemplo, a = 1 se registra en el área de datos de la memoria del sistema; si el primer núcleo del procesador lee y escribe esta área de datos y la reescribe en A = 0, entonces el caché del segundo núcleo del procesador también debe actualizarse a A = 0. , de lo contrario los datos serán incorrectos en operaciones posteriores. Este proceso es la coherencia de los datos de la caché, lo que significa que los procesadores de doble núcleo necesitan un "árbitro" para coordinarse. Para resolver este problema, Intel entregó este trabajo de coordinación al chip Northbridge (MCH o GMCH): cuando los dos núcleos necesitan actualizar sincrónicamente los datos almacenados en caché en el procesador, deben actualizarlos a través del bus frontal y luego por el Northbridge. Aunque los datos almacenados en caché no son enormes, sin duda causarán un cierto retraso porque deben procesarse a través del Puente Norte, y la comunicación entre núcleos también se volverá lenta, lo que afectará en gran medida el rendimiento del procesador.

Los actuales productos de procesadores de escritorio de doble núcleo de Intel se dividen en dos series: Pentium D y Pentium EE. Entre ellos, Pentium D incluye tres modelos: 820 (2,8 GHz), 830 (3,0 GHz) y 840 (3,2 GHz), que utilizan FSB de 800 MHz y están dirigidos al mercado general. Pentium EE actualmente sólo tiene un 840 (3,2 GHz), que también utiliza FSB de 800 MHz y está dirigido a aplicaciones de alta gama. Tanto el Pentium D como el Pentium EE utilizan un proceso de 0,09 micrones y una interfaz LGA775; la principal diferencia entre los dos es que el Pentium EE admite la tecnología Hyper-Threading, mientras que el Pentium D no admite la tecnología Hyper-Threading, lo que significa que cuando la tecnología Hyper-Threading es compatible. activado, Pentium EE será El sistema operativo reconoce cuatro procesadores.

En términos de conjuntos de chips de placa base, dado que el chip Northbridge juega un papel importante en el procesamiento de datos de caché y el intercambio de diferentes núcleos, las series 945/955 que actualmente pueden admitir Pentium D y Pentium EE no son 915/ 925.

Incluso si se puede iniciar en la placa base 915/925, ¡solo se puede usar un doble núcleo!

Introducción a los procesadores AMD de doble núcleo

Los actuales procesadores de escritorio de doble núcleo de AMD tienen los nombres en código Toledo y Manchester. Básicamente, se puede considerar simplemente como la integración de los dos núcleos Venice utilizados en el Athlon 64 en el mismo procesador. Cada núcleo tiene 512 KB o 1 MB de caché L2 independiente, y ambos núcleos * * * disfrutan de Hyper Transport, que es básicamente lo mismo que la arquitectura actual del Athlon 64. Sin embargo, a diferencia de los procesadores de doble núcleo de Intel, el procesador Athlon 64 de AMD integra un controlador de memoria en su interior. El Athlon 64 está diseñado para núcleos duales, pero aún requiere un árbitro para garantizar la coherencia de los datos almacenados en caché. AMD utiliza aquí la tecnología SRQ (Cola de solicitudes del sistema). Cuando está en funcionamiento, cada núcleo coloca su solicitud en SRQ. Cuando se obtienen los recursos, la solicitud se envía al núcleo de ejecución correspondiente, por lo que la coherencia de sus datos almacenados en caché se puede completar directamente dentro del procesador sin pasar por el chip Northbridge. En comparación con el procesador de doble núcleo de Intel, su ventaja es que la latencia de los datos de la caché se reduce considerablemente.

El procesador de doble núcleo de escritorio actual de AMD es el Athlon 64 X2, y los modelos se dividen en 3800 a 4800 según el valor PR. También utiliza un proceso de 0,09 micrones, una interfaz Socket 939, admite Hyper Transport de 65.438 0 GHz y, por supuesto, admite la tecnología de memoria DDR de doble canal.

Dado que el árbitro de los procesadores AMD de doble núcleo es la CPU y no el chip Northbridge, la elección del chipset de la placa base es mucho más flexible que la de los procesadores Intel de doble núcleo, e incluso se puede decir que tiene Nada que ver con el chipset de la placa base. En teoría, cualquier placa base con Socket 939 puede admitir Athlon 64 X2 actualizando el BIOS. Para los consumidores comunes, esto puede proteger las inversiones existentes y no requiere actualizar la placa base al mismo tiempo que el procesador Intel de doble núcleo.

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