Amaliy mashg’ulot №1. Kompyuter tuzilmasini tashkillash

Ko'p yadroli tizimlar arxitekturasi
Yadro protsessordagi jismoniy ob'ektdir. Yadrolar paydo bo'lishidan oldin, har bir protsessorda ALU, registrlar, kesh va boshqalar kabi komponentlar to'plami mavjud edi. Hozirgi kunda deyarli barcha protsessorlarda kamida ikkita yadro mavjud. Yadrolarning har birida alohida ALU, registrlar va kesh mavjud. Sxematik tarzda, bu shunday ko'rinadi.

Har bir yadro 1 gigagertsli asosiy tezlikdan 3 gigagertsli asosiy tezlikka o'tishi mumkin. Misol uchun, Intel Celeron protsessorlari har bir yadro uchun 1 gigagertsli asosiy chastotaga ega. Boshqa tomondan, Intel Core i7 protsessori har bir yadro uchun taxminan 3,5 gigagertsli asosiy takt tezligiga va har bir yadro uchun 4,90 gigagertsli Turbo tezligiga ega bo'lishi mumkin.
Mantiqiy yadrolar jismoniy yadrolar soni har bir yadro ishlashi mumkin bo'lgan potoklar soniga ko'paytiriladi. Hyper-threading texnologiyasi yordamida har bir jismoniy yadro ikkita potokni ishga tushirishi mumkin.
Ko'p yadroli protsessorlarni yadrolar orasidagi kogerent (umumiy) kesh xotirasini qo'llab-quvvatlash mavjudligi bilan tasniflash mumkin.
Yadrolar orasidagi aloqa usuli:

• 
  umumiy shina
  
• 
  nuqta-nuqta kanallarda tarmoq (Mesh).
  
• 
  kommutatorlik tarmoq
  
• 
  umumiy kesh
  

Ko'p yadroli protsessorlarning afzalliklari
• dasturlar ishini, masalan, amaliy dasturlarning asosiy vazifalari va operatsion tizimning fon vazifalarini bir necha yadrolar bo'yicha taqsimlash imkoniyati;
• dasturlar tezligini oshirish;
• intensiv hisob-kitoblarni talab qiladigan jarayonlar ancha tez ishlaydi;
• hisoblashni talab qiluvchi multimedia ilovalaridan (masalan, video muharrirlar) samaraliroq foydalanish;
• energiya sarfini kamaytirish;
• shaxsiy kompyuter foydalanuvchisining ishi qulayroq bo'ladi;
Ko'p yadroli protsessorlarning kamchiliklari
• ko'p yadroli protsessorlarni ishlab chiqarish narxining oshishi (bir yadrolilarga nisbatan) chip ishlab chiqaruvchilarni ularning narxini oshirishga majbur qiladi va bu qisman talabni cheklaydi;
• ikki yoki undan ortiq yadrolar operativ xotira bilan bir vaqtda ishlayotganligi sababli ularni ziddiyatsiz ishlashga “o‘rgatish” kerak;
• quvvat sarfining ortishi kuchli quvvat zanjirlaridan foydalanishni talab qiladi;
• yanada kuchli sovutish tizimi talab qilinadi;
• ko'p yadroli uchun optimallashtirilgan dasturiy ta'minot miqdori ahamiyatsiz (ko'pchilik dasturlar klassik bir yadroli rejimda ishlashga mo'ljallangan, shuning uchun ular oddiygina qo'shimcha yadrolarni qayta ishlash quvvatidan foydalana olmaydi);
• ko'p yadroli protsessorlarni qo'llab-quvvatlaydigan operatsion tizimlar (masalan, Windows XP SP2 va undan yuqori) o'zlarining tizim ehtiyojlari uchun qo'shimcha yadrolarning hisoblash resurslaridan foydalanadilar;
Kesh xotirasi: Bugungi kunda mavjud bo'lgan barcha ko'p yadroli protsessorlarda har bir yadro alohida L1 keshiga ega va L2 keshi bir nechta versiyalarda mavjud:

• 
  umumiy - yadrolar bilan bir xil kristalda joylashgan va ularning har biri uchun to'liq mavjud.
  
• 
  individual - yadrolarning har biriga birlashtirilgan teng o'lchamdagi alohida keshlar. Yadrolar o'rtasida 2-darajali keshlardan ma'lumotlar almashinuvi xotira boshqaruvchisi - o'rnatilgan yoki tashqisi orqali amalga oshiriladi.