Nykyaikaisissa monisydämisissä prosessoreissa kaksi tai useampia laskentaytimiä sijaitsee yhdellä piikiteellä. Lisäksi kukin ydin pystyy tukemaan kahden tai useamman kierteen laskemista. Moniydinsuorittimien käyttö voi nopeuttaa monisäikeisyyttä tukevien käyttöjärjestelmien ja sovellusten toimintaa.
Moniydinprosessorit ovat keskusyksikköjä, jotka sisältävät enemmän kuin kaksi prosessointiydintä. Tällaiset ytimet voidaan sijoittaa sekä yhteen pakkaukseen että yhteen prosessorimuottiin.
Mikä on moniytiminen prosessori?
Useimmiten moniydinprosessorit ymmärretään keskusprosessoreiksi, joissa useita laskentaytimiä on integroitu yhteen mikropiiriin (eli ne sijaitsevat yhdellä piikiteellä).
Yleensä moniydinsuorittimien kellonopeutta aliarvioidaan tarkoituksella. Tämä tehdään virrankulutuksen vähentämiseksi ja samalla prosessorin vaaditun suorituskyvyn ylläpitämiseksi. Samalla kukin ydin on täysimittainen mikroprosessori, joka on ominaista kaikille nykyaikaisille prosessoreille - se käyttää monitasoista välimuistia, tukee tilauksen ulkopuolista koodin suorittamista ja vektoriohjeita.
Hyperlanka
Moniydinsuorittimien ytimet voivat tukea SMT: tä, mikä sallii useiden laskennankierteiden suorittamisen ja useita loogisia prosessoreita kunkin ytimen perusteella. Intelin valmistamissa prosessoreissa tätä tekniikkaa kutsutaan "hyperlangaksi". Sen avulla voit kaksinkertaistaa loogisten prosessorien määrän fyysisten sirujen lukumäärään verrattuna. Tätä tekniikkaa tukevissa mikroprosessoreissa kukin fyysinen prosessori pystyy ylläpitämään kahden säikeen tilaa samanaikaisesti. Käyttöjärjestelmälle näyttää siltä, että loogisia prosessoreita on kaksi. Jos toisen heistä on tauko (esimerkiksi se odottaa tietojen vastaanottamista muistista), toinen looginen prosessori aloittaa oman säikeensä suorittamisen.
Moniydinsuoritinten tyypit
Moniytimiset prosessorit luokitellaan useaan tyyppiin. He saattavat tukea tai eivät tue jaetun välimuistin käyttöä. Ytimien välinen tiedonsiirto toteutetaan käyttämällä jaettua väylää, pisteestä pisteeseen -verkkoa, kytkimellä varustettua verkkoa tai jaettua välimuistia.
Toimintaperiaate
Suurin osa nykyaikaisista monisydämisistä prosessoreista toimii seuraavan kaavan mukaisesti. Jos käynnissä oleva sovellus tukee monisäikeisyyttä, se voi pakottaa prosessorin suorittamaan useita tehtäviä samanaikaisesti. Esimerkiksi, jos tietokone käyttää 4-ytimistä prosessoria, jonka kellotaajuus on 1,8 GHz, ohjelma voi "ladata" kaikki neljä ydintä kerralla, kun taas prosessorin kokonaistaajuus on 7,2 GHz. Jos useita ohjelmia on käynnissä kerralla, kukin niistä voi käyttää prosessorin ytimiä, mikä johtaa myös tietokoneen suorituskyvyn kasvuun.
Monet käyttöjärjestelmät tukevat monisäikeisyyttä, joten moniydinsuorittimien käyttö voi nopeuttaa tietokonetta myös sovelluksissa, jotka eivät tue monisäikeisyyttä. Jos tarkastelemme vain yhden sovelluksen toimintaa, moniytimisten prosessorien käyttö on perusteltua vain, jos tämä sovellus on optimoitu monisäikeisiksi. Muuten moniytimisen prosessorin nopeus ei eroa tavanomaisen prosessorin nopeudesta, ja joskus se toimii vielä hitaammin.
