Bekiston axborot texnologiyalari va kommunkatsiyalarini rivojlantirish vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti

O’ZBEKISTON AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI

MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
Komputer arxitekturasifanidan

Amaliy ish № 4

Mavzu: Ko‘pyadroli va ko‘pprotsessorli kompyuter tizimlari arxitekturasini o‘rganish

Bajardi: Rizoqulov jasur

Tekshirdi:
Toshkent 2020

Ko’p yadroli protsessorlar

Ko'p yadroli protsessor bitta protsessor chipida yoki bitta paketda 2 yoki undan ko'p hisoblash yadrosini o'z ichiga olgan markaziy protsessor hisoblanadi. Intel korporatsiyasi tomonidan 1971 yil 15-noyabrda birinchi (albatta, bitta yadroli!) Intel 4004 protsessori ishga tushirildi. U 2300 tranzistorni o'z ichiga olgan, 108 kHz soat chastotasida ishlagan va 300 dollar turadi. Markaziy mikro protsessorning hisoblash quvvati talablari tobora o'sib bormoqda va o'sishda davom etmoqda. Ammo oldin protsessor ishlab chiqaruvchilari kompyuter foydalanuvchilari tomonidan amalga oshiriladigan tezkor (har doim o'sib borayotgan!) Talablarga moslashtirishi kerak bo'lsa, hozirda chiplar ishlab chiqaruvchilari uzoq yo'l oldilar! Uzoq vaqt davomida an'anaviy hosildorlik yagona yadroli protsessorlar   asosan soat chastotasining ketma-ket o'sishiga (protsessor ishlashining qariyb 80 foizi soat chastotasi bilan aniqlangan) va bir chipda tranzistorlar soni bir vaqtning o'zida ko'payishi natijasida yuzaga keldi. Shu bilan birga, soat chastotasining navbatdagi tezligi (3.8 gigagertsli soat chastotasi, chiplar o'ta qizib ketgan!) Bir qator fundamental fizik to'siqlarga asoslangan (chunki texnologik jarayonlar atom darajasiga juda yaqin: bugungi kunda protsessorlar 45nm texnologiyasidan foydalanib ishlab chiqarilgan va silikon atomining hajmi taxminan 0.543 nm):

* Birinchidan, kristall o'lchamlari va ortib borayotgan soat chastotasi bilan tranzistor oqimining oqimi ortadi. Bu esa energiya sarfini oshirish va issiqlik chiqindilarining oshishiga olib keladi;

* ikkinchidan, xotiraga kirishning kechikishlaridan kelib chiqqan holda, yuqori chastotali soat tezligi afzalliklari qisman bekor qilinadi, chunki xotiradan foydalanish vaqti soatning chastotalarigacha mos kelmaydi;

* Uchinchidan, ba'zi ilovalar uchun an'anaviy ketma-ket arxitektorlar "von Neumann darboğazi" deb ataladigan soat chastotasining ortishi bilan samarasiz bo'lib qoladi - ketma-ket hisoblash oqimlari natijasida ishlash cheklovlari. Bu signal chastotasining ortishi bilan bog'liq bo'lgan qo'shimcha darboğaz bo'lgan signal uzatishni kuchaytiruvchi kechikishlarini oshiradi.

Ko'p protsessorli tizimlardan foydalanish ham keng tarqalgan emas, chunki u murakkab va qimmatli ko'p protsessorli anakartlarni talab qiladi. Shuning uchun mikroprotsessorlarning ishlashini boshqa yo'llar bilan yanada takomillashtirishga qaror qilindi. Superkompyuterlar dunyosidan kelib chiqqan ko'p tarmoqli kontseptsiya eng samarali yo'nalish sifatida tan olingan - bir nechta buyruqlar oqimlarining parallel ishlashi.

Ko’p protsessorli kompyuter

Shunday qilib, Intel bir yadroli protsessorda bir vaqtning o'zida to'rtta dasturiy ta'minot oqimlarini ishlashga imkon beruvchi ultra-oqimli ma'lumotlarni qayta ishlash texnologiyasi bo'lgan Hyper-Threading Technology (HTT) bilan tug'ilgan. Hyper-threading talab qilinadigan ilovalarning samaradorligini sezilarli darajada oshiradi (masalan, audio va videolarni tahrirlash, 3D-modellashtirish bilan bog'liq), shuningdek, OSni ko'p ishlov berish rejimida ishlatish.

Hyper-threading bilan ishlaydigan Pentium 4 protsessori ikkita mantiqiy yadroga bo'linadigan bir jismoniy yadroga ega, shuning uchun operatsion tizim uni ikki xil protsessor sifatida belgilaydi.

Hyper-threading aslida bitta chipda ikkita jismoniy yadroli protsessorlarni yaratish uchun tebranish paneli bo'ldi. 2 yadroli yadroli ikkita yadro (ikkita protsessor!) Parallel ishlaydi, bu esa past soat chastotasi bilan ko'proq ishlash imkonini beradi, chunki ikkita mustaqil buyruqlar oqimi bir vaqtning o'zida (bir vaqtning o'zida!) Amalga oshiriladi.