Cs 303 Компьютерная архитектура Модуль Вопросы и ответы Перевод: английский русский

5. Объясните многоядерную организацию и ее процессоры? или

Объясните реализацию многоядерной организации?

Верхний уровень описания, основные переменные в многоядерной организации следующие:

• 
  Количество ядер процессоров на чипе.
  
• 
  Количество уровней кэш-памяти.
  
• 
  Объем общей кэш-памяти.
  

Выделенный кэш L1

На рис. 18.8а показана организация, существовавшая в некоторых ранних многоядерных компьютерных микросхемах и до сих пор встречающаяся во встроенных микросхемах. В этой организации единственным встроенным кэшем является кэш L1, при этом каждое ядро ​​имеет собственный выделенный кэш L1. Кэш L1 почти всегда делится на кэш инструкций и кэш данных. Примером такой организации является ARM11 MPCore.

Выделенный кэш L2

На рис. 18.8b также отсутствует совместное использование встроенного кэша. При этом на чипе достаточно места для кэш-памяти L2. Примером такой организации является AMD Opteron.

Общий кеш L2

На рис. 18.8в показано аналогичное распределение пространства микросхемы по памяти, но с использованием общего кэша L2. У Intel Core Duo есть такая организация.

Общий кеш L3

Рисунок 18.8d. Поскольку объем кэш-памяти, доступной на кристалле, продолжает расти, соображения производительности диктуют выделение отдельного общего кэша L3 с выделенными кэшами L1 и L2 для каждого ядра процессора.

Intel Core i7 является примером такой организации. (общий кэш L3)

1. 
   Конструктивное вмешательствоможет снизить общий процент промахов. То есть, если поток на одном ядре обращается к ячейке основной памяти, это помещает кадр, содержащий указанную ячейку, в общий кеш. Если вскоре после этого поток на другом ядре получит доступ к тому же блоку памяти, ячейки памяти уже будут доступны в общем кэше на кристалле.
   
2. 
   Связанным с этим преимуществом является то, что данные, совместно используемые несколькими ядрами, не реплицируются на уровне общего кэша.
   
3. 
   При использовании правильных алгоритмов замены кадров объем общего кэша, выделяемого каждому ядру, является динамическим.
   
4. 
   Межпроцессорное взаимодействие легко реализовать через разделяемые области памяти. Потенциальное преимущество наличия только выделенных кэшей L2 на чипе заключается в том, что каждое ядро ​​получает более быстрый доступ к своему частному кэшу L2. Это выгодно для потоков, которые демонстрируют сильную локальность.