2- amaliy mashg‘uloti Mavzu: Ko‘p yadroli protsessorlarning arxitektura turlari Ishdan maqsad

2- Amaliy mashg‘uloti
Mavzu: Ko‘p yadroli protsessorlarning arxitektura turlari
Ishdan maqsad: Simmetrik ko'p ishlov berish, bir vaqtning o'zida ko'p tarmoqli, ko'p yadroli, ko'p yadroli protsessorlarning asosiy sinflari.
Nazariy qism
Ingliz tilida ko'p yadroli protsessorlar uchun ikkita keng tarqalgan atama mavjud: ko'p yadroli va ko'p yadroli.
Ko'p yadroli atamasi odatda ikki yoki undan ortiq umumiy maqsadli yadrolarni o'z ichiga olgan markaziy protsessorlarga nisbatan qo'llaniladi, lekin ba'zida u raqamli signal protsessorlari (DSP) va bitta chipli tizimlar (SoC, SoC) uchun ham qo'llaniladi.
Ko'p yadroli protsessor bir nechta yadrolarning bitta integral mikrosxemaga birlashtirilganligini bildiradi (bitta silikon chipda ishlab chiqarilgan). Agar bir nechta yarim o'tkazgich kristallari bitta paketga birlashtirilgan bo'lsa, u holda dizayn ko'p chipli modul (MCM) deb ataladi. Ko'p protsessor atamasi bir nechta jismoniy jihatdan alohida protsessorlarga ega (masalan, server anakartlarida ko'pincha bir nechta chiplarni ulash uchun 2 yoki 4 rozetkaga ega), lekin operatsion tizimning (OT) bir nusxasi tomonidan boshqariladigan kompyuterlarga ishora qiladi.
Ko'p yadroli (inglizcha ko'p yadroli yoki inglizcha massively multi-yadroli) kontseptsiyasi o'nlabdan yuzlab yoki undan ortiq yadrolarga ega bo'lgan ko'p yadroli tizimlarni tavsiflash uchun ishlatilishi mumkin. Chipdagi ko'p protsessor (bir chipli ko'p protsessor, chipli multiprotsessor, chipli multiprocessing, CMP) - dastlabki tadqiqotchilar bir nechta protsessorlarni bitta substratga joylashtirish loyihalarini shunday deb atashgan. Ko'p yadroli protsessorlar arxitekturasi asosan simmetrik multiprotsessorlar (SMP mashinalari) arxitekturasini faqat kichikroq miqyosda va o'ziga xos xususiyatlarga ega takrorlaydi. Birinchi ko'p yadroli protsessorlar (birinchi avlod CMP) eng oddiy sxemalar edi: ikkita protsessor yadrosi xotira avtobusidan tashqari hech qanday resurslarni almashmasdan bitta chipda joylashgan.
Symmetric Multiprocessing (qisqartirilgan SMP) yoki simmetrik multiprocessing - bu ko'p protsessorli tizimlarning maxsus arxitekturasi bo'lib, unda bir nechta protsessorlar umumiy xotiraga kirish huquqiga ega. Bu juda keng tarqalgan arxitektura bo'lib, yaqinda juda keng qo'llaniladi. SMP dan foydalanganda bir vaqtning o'zida bir nechta protsessorlar kompyuterda ishlaydi, ularning har biri o'z vazifasini bajaradi. Yuqori sifatli operatsion tizimga ega SMP tizimi vazifalarni protsessorlar o'rtasida oqilona taqsimlaydi va ularning har biriga teng yukni ta'minlaydi.
Biroq, xotiraga kirishda muammo bor, chunki hatto bir protsessorli tizimlar buni amalga oshirish uchun nisbatan uzoq vaqt talab etadi. Shunday qilib, SMPda RAMga kirish ketma-ket sodir bo'ladi: birinchi navbatda bitta protsessor, keyin ikkinchi. Yuqorida sanab o'tilgan xususiyatlar tufayli SMP tizimlari faqat ilmiy sohada, sanoatda, biznesda va juda kamdan-kam hollarda ish ofislarida qo'llaniladi.
Uskunani amalga oshirishning yuqori narxiga qo'shimcha ravishda, bunday tizimlar juda qimmat va yuqori sifatli dasturiy ta'minotni talab qiladi, bu esa vazifalarning ko'p bosqichli bajarilishini ta'minlaydi. Oddiy dasturlar (o'yinlar, matn muharrirlari) SMP tizimlarida samarali ishlamaydi, chunki ular bunday parallellashtirish darajasini ta'minlamaydi. Agar siz biron bir dasturni SMP tizimi uchun moslashtirsangiz, u holda bir protsessorli tizimlarda ishlash juda samarasiz bo'lib qoladi, bu esa turli tizimlar uchun bir xil dasturning bir nechta versiyasini yaratish zarurligiga olib keladi.
Agar siz oddiy dasturni ko'p protsessorli tizimda ishlatsangiz, u bir protsessorli tizimga qaraganda biroz tezroq ishlaydi. Bu boshqa bepul protsessorda bajariladigan apparat uzilishi (dasturni yadro tomonidan qayta ishlash uchun to'xtatish) bilan bog'liq. SMP tizimi (parallel hisoblashga asoslangan har qanday boshqa tizim kabi) xotira shinasi o'tkazish qobiliyati kabi xotira parametriga yuqori talablarni qo'yadi. Bu ko'pincha tizimdagi protsessorlar sonini cheklaydi (zamonaviy SMP tizimlari 16 protsessorgacha samarali ishlaydi).