Τι είναι ένας επεξεργαστής πολλαπλών πυρήνων;

Ένας επεξεργαστής πολλαπλών πυρήνων είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που χρησιμοποιεί δύο ή περισσότερους μεμονωμένους επεξεργαστές ή πυρήνες για να χειριστεί δεδομένα.Οι πυρήνες μπορούν να συνδεθούν σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα ή να ενσωματωθούν σε ξεχωριστές μήτρες σε ένα πακέτο τσιπ.Κάθε πυρήνας έχει τη δική του μνήμη cache και το καθένα έχει ξεχωριστή ικανότητα επεξεργασίας δεδομένων.

Το πλεονέκτημα ενός επεξεργαστή πολλαπλών πυρήνων είναι η αυξημένη ταχύτητα.Ένας παραδοσιακός επεξεργαστής ενός πυρήνα αποθηκεύει ορισμένα δεδομένα στην κρυφή μνήμη του και όταν απαιτούνται δεδομένα εκτός της κρυφής μνήμης, πρέπει να ανακτηθεί από άλλα μέρη όπως η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (RAM).Όταν συμβεί αυτό, η ταχύτητα του επεξεργαστή επιβραδύνεται στη μέγιστη ταχύτητα της μνήμης RAM ή άλλης συσκευής αποθήκευσης.Αυτή η ταχύτητα είναι συνήθως πολύ πιο αργή από τη μέγιστη ταχύτητα του επεξεργαστή.

Οι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων είναι ταχύτεροι επειδή κάθε πυρήνας μπορεί να χειριστεί το δικό του ρεύμα δεδομένων.Ενώ οι επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων εξακολουθούν να αποθηκεύουν επιλεκτικά τα δεδομένα μνήμης και να ανακτήσουν μη εξοπλισμένα δεδομένα από άλλες τοποθεσίες αποθήκευσης, ο πρόσθετος πυρήνας ή πυρήνας μπορεί να συνεχίσει να εκτελεί εντολές και να λαμβάνει πληροφορίες σε κανονική ταχύτητα επεξεργαστή, ενώ ένας άλλος επεξεργαστής ανακτά τις απαιτούμενες πληροφορίες από αργές συσκευές αποθήκευσης.Με αυτόν τον τρόπο, ολόκληρο το σύστημα δεν χρειάζεται να επιβραδύνει, ενώ τα δεδομένα ανακτώνται.

Ένας επεξεργαστής πολλαπλών πυρήνων είναι ιδιαίτερα πολύτιμη για το multitasking, όπου περισσότερα από ένα πρόγραμμα εξυπηρετούν το δικό του σύνολο δεδομένων για επεξεργασία.Οι ξεχωριστές ροές δεδομένων μπορούν να αντιμετωπιστούν από διαφορετικούς πυρήνες, αυξάνοντας τη συνολική ταχύτητα επεξεργασίας.Για ένα μόνο πρόγραμμα λογισμικού για να επωφεληθεί από την τεχνολογία πολλαπλών πυρήνων, πρέπει να διαθέτει ταυτόχρονη τεχνολογία πολλαπλών γλωσσών (SMT) που του επιτρέπει να στέλνει παράλληλα σύνολα οδηγιών για τους πολλαπλούς πυρήνες που θα χρησιμοποιηθούν.Ο επεξεργαστής ήταν ο επεξεργαστής διπλού πυρήνα.Υπάρχουν επίσης επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων με τέσσερις, έξι και οκτώ πυρήνες.Πολλές μητρικές πλακέτες, ωστόσο, είναι ανίκανοι να χειριστούν αυτούς τους πολλούς πυρήνες.Τα συστήματα πολλαπλών πυρήνων μπορεί να είναι ομοιογενή, χρησιμοποιώντας όλους τους ίδιους πυρήνες ή ετερογενείς, χρησιμοποιώντας μη ταυτόσημους πυρήνες.Πολλά προγράμματα και ακόμη και ορισμένα λειτουργικά συστήματα δεν έχουν το SMT που χρειάζεται για να χρησιμοποιήσει περισσότερους από έναν πυρήνα επεξεργασίας.Τα λειτουργικά συστήματα που χρησιμοποιούν επεξεργασία πολλαπλών πυρήνων δεν σχεδιάζονται πάντοτε για να μεγιστοποιήσουν το δυναμικό επεξεργασίας πολλαπλών πυρήνων, οπότε η πλήρης δυνατότητα επεξεργασίας συχνά πηγαίνει μη πραγματοποιηθείσα.

Ένας επεξεργαστής πολλαπλών πυρήνων τείνει να παράγει περισσότερη θερμότητα από έναν επεξεργαστή ενός πυρήνα, προκαλώντας θερμότητα που προκαλεί θερμότηταπροκλήσεις διαχείρισης.Η ποσότητα θερμότητας που παράγεται από έναν επεξεργαστή τείνει να αυξάνεται εκθετικά με κάθε πρόσθετο πυρήνα.Οι υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να προκαλέσουν υπερθέρμανση των επεξεργαστών, δημιουργώντας επιχειρησιακά προβλήματα και κινδύνους ασφάλειας.Οι κατασκευαστές επεξεργαστών έπρεπε να επενδύσουν σημαντικό χρόνο και τεχνολογία στη δημιουργία λύσεων στις θερμικές προκλήσεις που παρουσιάζονται από επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων.