Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti 5-laboratoriya ish mavzu

Ko‘p yadroli protsessor - bu yaxshi ishlashi va quvvat sarfini kamaytirish uchun ikki yoki undan ortiq protsessor yadrolari biriktirilgan integral mikrosxema. Ushbu protsessorlar bir vaqtning o‘zida bir nechta vazifalarni, masalan, parallel ishlov berish va multithreading bilan samaraliroq ishlash imkonini beradi. Ikki yadroli o‘rnatish kompyuterda o‘rnatilgan bir nechta, alohida protsessorlarga o‘xshaydi. Biroq, ikkita protsessor bir xil rozetkaga ulanganligi sababli ular orasidagi aloqa tezroq bo‘ladi.
Ko‘p yadroli protsessorlar arxitekturasi. Har bir ko‘p yadroli protsessor bir qator keshlar bilan birga ikki yoki undan ortiq yadrolardan iborat. Yadrolar markaziy komponentlar yoki ko‘p yadroli protsessorlardir. Yadrolar ma’lumotlar va ko‘rsatmalarni qabul qilish, ushbu tarkibni qayta ishlash va mantiqiy qarorlar yoki natijalarni chiqarish kabi yaqin sinxronlashtirilgan vazifalarni bajarish uchun zarur bo‘lgan barcha registrlar va sxemalarni o‘z ichiga oladi - ba’zan yuzlab millionlab individual tranzistorlar. Protsessorni qo‘llab-quvvatlash sxemasi soatlar, kesh mustahkamligi, quvvat va issiqlik nazorati va tashqi avtobusga kirish kabi kirish/chiqish boshqaruvi va boshqaruv sxemalarining assortimentini o‘z ichiga oladi.
Protsessorlar umumiy xotiraga ega bo‘lganligi sababli, undan oqilona foydalanish va ma’lumotlarni muvofiqlashtirishga ehtiyoj bor. Ko‘p protsessorli tizimda bir nechta keshlar umumiy xotira resursi uchun ishlaydi. Keshning muvofiqligi - bu umumiy resurs uchun alohida keshlarda saqlanadigan ma’lumotlarning yaxlitligini ta’minlaydigan kesh xususiyati. Ushbu kontseptsiya xotira izchilligi kontseptsiyasining alohida hodisasidir, bu erda bir nechta yadro umumiy xotiradan foydalanish imkoniyatiga ega (u zamonaviy ko‘p yadroli tizimlarda hamma joyda mavjud). Agar biz ushbu tushunchalarni umumiy ma’noda tavsiflasak, unda rasm quyidagicha bo‘ladi: bir xil ma’lumotlar blokini turli xil keshlarga yuklash mumkin, bu erda ma’lumotlar har xil usulda qayta ishlanadi.
Ma’lumotlarni o‘zgartirish to‘g‘risidagi bildirishnomalardan foydalanmaslik xatoga olib keladi. Keshning izchilligi bunday ziddiyatlarni hal qilish va keshlardagi ma’lumotlarning izchilligini saqlash uchun mo‘ljallangan.
Keshlar juda tez xotiraning nisbatan kichik joylari. Kesh tez-tez ishlatiladigan ko‘rsatmalar yoki ma’lumotlarni saqlaydi va bu tarkibni tizim xotirasiga kirishga hojat qoldirmasdan yadroga osonlikcha taqdim etadi. Protsessor avval keshni tekshiradi. Agar kerakli tarkib mavjud bo‘lsa, yadro ushbu tarkibni keshdan oladi va ishlash afzalliklarini oshiradi. Agar tarkib bo‘lmasa, yadro kerakli tarkib uchun tizim xotirasiga kiradi. 1-darajali kesh yoki L1 kesh har bir yadroga xos bo‘lgan eng kichik va eng tezkor keshdir. 2-darajali yoki L2 kesh - bu yadrolar o‘rtasida taqsimlangan kattaroq saqlash joyi. Ba’zi ko‘p yadroli protsessor arxitekturalari L1 va L2 keshlarini ajratishi mumkin.

1.2-rasm. Ko‘p yadroli protsessorlarning arxitekturasi
Agar nosimmetrik multiprotsessor va ko‘p yadroli arxitekturalarni taqqoslasak, ular deyarli bir xil bo‘lib chiqadi. Asosiy kesh ko‘p darajali bo‘lishi mumkin (mahalliy va umumiy, va RAMdan ma’lumotlar to‘g‘ridan-to‘g‘ri L2 keshiga yuklanishi mumkin). Ko‘p yadroli protsessor arxitekturasining ko‘rib chiqilgan afzalliklariga asoslanib, ishlab chiqaruvchilar unga e’tibor berishadi. Ushbu texnologiyani amalga oshirish juda arzon va ko‘p qirrali bo‘lib chiqdi, bu esa uni keng bozorga chiqarishga imkon berdi. Bundan tashqari, ushbu arxitektura Mur qonuniga o‘z tuzatishlarini kiritdi: "protsessordagi hisoblash yadrolari soni har 18 oyda ikki baravar ko‘payadi."
Agar zamonaviy kompyuter texnikasi bozoriga nazar tashlasangiz, to‘rt va sakkiz yadroli protsessorlarga ega qurilmalar ustunligini ko‘rishingiz mumkin. Bundan tashqari, protsessor ishlab chiqaruvchilari tez orada bozorda yuzlab ishlov berish yadrosi bo‘lgan protsessorlar paydo bo‘lishini aytishadi. Ilgari ko‘p marta aytilganidek, ko‘p yadroli arxitekturaning to‘liq salohiyati faqat yuqori sifatli dasturiy ta’minot bilan namoyon bo‘ladi. Shunday qilib, kompyuter texnikasi va dasturiy ta’minotini ishlab chiqarish sohasi bir-biri bilan chambarchas bog‘liqdir.

2.