Двухядерные процессоры

Через 5–10 лет сегодняшнее появление на рынке многоядерных процессоров будет рассматриваться как эпохальное событие, по значимости сравнимое с повышением производительности ядра благодаря применению умножения частоты. С выпуском новых моделей процессоров начинается очередной виток возрастания мощности вычислительных систем.

Впервые многоядерный процессор (IBM Power4) был представлен в 2001 г., но предназначался он для серверов крупных предприятий и создания интернет-порталов. Соответственно, стоимость таких решений достигала полумиллиона долларов и никак не могла считаться общедоступной.

Собственно, предпосылки для разработки и выпуска многоядерных процессоров появились уже довольно давно. Фактически современные технологии производства микрочипов с большим количеством транзисторов показали, что дальнейшее наращивание вычислительных мощностей за счет повышения тактовой частоты просто нерентабельно из-за резкого снижения количества годных изделий на выходе. Кроме того, переход на высокоплотные технологии изготовления кристаллов привел к критическим значениям энергопотребления и, как следствие, тепловыделения, что в значительной степени ухудшило надежность систем и увеличило затраты на охлаждение.

Решение о выпуске CPU, построенных по принципу «несколько процессоров на одном кристалле», напрашивалось само собой, и поскольку технологии для производства таких изделий были в достаточной степени отработаны, эти продукты начали появляться на рынке. И вот потенциальным потребителям стала доступна линейка двухядерных процессоров, выпущенных компанией AMD. В первую очередь они предназначены для построения серверов, но могут применяться и в высокопроизводительных рабочих станциях, ориентированных на редактирование звуковой и графической информации.

Новые двухядерные Opteron рассчитаны на работу как с существующими 32-разрядными приложениями, так и предоставляют пользователям возможность упрощенного перехода к 64-разрядным технологиям. Они построены на базе архитектуры Direct Connect, обеспечивающей непосредственную связь обоих ядер на общем кристалле. Кроме того, в состав ядра вошел контроллер ОЗУ DDR, который снижает латентность при доступе к памяти в симметричных многопроцессорных серверных системах, что позволяет повысить быстродействие за счет уменьшения количества узких мест.

Новые процессоры производятся по 90-наномикронной технологии «кремний-на-диэлектрике» (SOI) и предназначены для установки в Socket 940, благодаря чему их можно использовать в составе существующих систем вместо одноядерных моделей Opteron. Еще одна отличительная особенность новых Opteron – энергопотребление осталось таким же, как и у чипов предыдущего поколения.

Для того чтобы стимулировать переход корпоративных заказчиков на системы с многоядерными процессорами, компания AMD установила довольно привлекательные цены на них. В частности, двухядерная модель Opteron 265 стоит при крупнооптовых поставках $851 – столько же, сколько одноядерный вариант с индексом 252; двухядерный процессор Opteron 865 поставляется за $1514, как и одноядерная модель с индексом 852. Старшие модели линейки с индексами 275 и 875 планируется продавать за $1299 и $2649 соответственно.

Вопросы для самопроверки

1. Дайте характеристику микропроцессора, его назначения, структуры, основных параметров.
2. Приведите основные функции микропроцессора.
3. Дайте характеристики процессоров CISC, RISC, VLIW.
4. Приведите структуру, назначение и основные функции устройства управления.
5. Приведите структуру, назначение и основные функции арифметико-логического устройства.
6. Для чего используется кэш-память?
7. Назовите уровни кэш-памяти современных МП.
8. Приведите классификацию регистров микропроцессора.
9. Назовите технологии повышения производительности МП.
10. Поясните важность величины тактовой частоты МП.