Guruhi Fayzullayev Ibratjon. Kompyuter arxitekturasi fanidan 1-topshiriq mavzu: ko‘p yadroli protsessorlarning arxitektura turlari

Radio va mobil aloqa fakulteti
831-20 guruhi
Fayzullayev Ibratjon.
KOMPYUTER ARXITEKTURASI FANIDAN 1-TOPSHIRIQ
MAVZU: KO‘P YADROLI PROTSESSORLARNING ARXITEKTURA TURLARI
Ishdan maqsad: Ko‘p yadroli protsessorlar haqida tushincha, ularning turlari va ishlash prinsiplari bilan tanishib chiqish.
Nazariy qism
Ko'p yadroli protsessor - bu bitta integral mikrosxemadagi mikroprotsessor bo'lib, ularning har biri dastur ko'rsatmalarini o'qiydi va bajaradigan yadro deb ataladigan ikki yoki undan ortiq alohida ishlov berish bloklari . ^[1] Ko'rsatmalar oddiy protsessor ko'rsatmalaridir (masalan, qo'shish, ma'lumotlarni ko'chirish va filiallar), lekin bitta protsessor bir vaqtning o'zida alohida yadrolarda ko'rsatmalarni ishga tushirishi mumkin, bu ko'p ish zarralarini yoki boshqa parallel hisoblash texnikasini qo'llab-quvvatlaydigan dasturlarning umumiy tezligini oshiradi. ^[2] Ishlab chiqaruvchilar odatda yadrolarni bitta integral mikrosxemaga birlashtiradi(chip multiprotsessor yoki CMP sifatida tanilgan) yoki bitta chip to'plamida bir nechta qoliplarga . Hozirgi vaqtda deyarli barcha shaxsiy kompyuterlarda ishlatiladigan mikroprotsessorlar ko'p yadroli.
Ko'p yadroli protsessor ko'p ishlov berishni bitta jismoniy paketda amalga oshiradi . Dizaynerlar ko'p yadroli qurilmadagi yadrolarni mahkam yoki bo'shashmasdan ulashlari mumkin. Masalan, yadrolar keshlarni baham ko'rishi yoki bo'lmasligi mumkin va ular xabarlarni uzatish yoki umumiy xotira yadrolararo aloqa usullarini qo'llashi mumkin. Yadrolarni bir-biriga ulash uchun ishlatiladigan umumiy tarmoq topologiyalariga avtobus , halqa , ikki o'lchovli to'r va ko'ndalang chiziq kiradi . Bir hil ko'p yadroli tizimlar faqat bir xil yadrolarni o'z ichiga oladi; heterojen ko'p yadroli tizimlar bir xil bo'lmagan yadrolarga ega (masalan, big.LITTLEbir xil ko'rsatmalar to'plamiga ega heterojen yadrolarga ega , AMD tezlashtirilgan ishlov berish birliklarida esa bir xil ko'rsatmalar to'plamiga ega bo'lmagan yadrolar mavjud). Xuddi bitta protsessorli tizimlarda bo'lgani kabi, ko'p yadroli tizimlardagi yadrolar VLIW , superscalar , vektor yoki multithreading kabi arxitekturalarni amalga oshirishi mumkin .
Ko'p yadroli protsessorlar umumiy maqsadli , o'rnatilgan , tarmoq , raqamli signalni qayta ishlash (DSP) va grafik (GPU) kabi ko'plab amaliy domenlarda keng qo'llaniladi . Yadro soni hatto o'nlabgacha ko'tariladi va 10 000 dan ortiq ixtisoslashtirilgan chiplar uchun ^[3] va superkompyuterlarda (ya'ni, chiplar klasterlari) soni 10 milliondan oshib ketishi mumkin (va bitta holatda xostga qo'shimcha ravishda 20 milliongacha ishlov berish elementlari) protsessorlar). ^[4]
Ko'p yadroli protsessordan foydalanish natijasida erishilgan ish faoliyatini yaxshilash ko'p jihatdan ishlatiladigan dasturiy ta'minot algoritmlari va ularni amalga oshirishga bog'liq. Xususan, mumkin bo'lgan daromadlar bir vaqtning o'zida bir nechta yadrolarda parallel ravishda ishlashi mumkin bo'lgan dasturiy ta'minotning ulushi bilan cheklangan; Bu ta'sir Amdal qonuni bilan tavsiflanadi . Eng yaxshi holatda, sharmandali parallel deb ataladigan muammolar yadrolar soniga yaqin tezlikni oshirish omillarini yoki undan ham ko'proq muammo har bir yadro kesh(lar)iga sig'adigan darajada bo'lingan bo'lsa, asosiy tizim xotirasidan ancha sekinroq foydalanishni oldini olishi mumkin. . Ammo ko'pgina ilovalar, agar dasturchilar refaktoringga kuch sarflamasa, u qadar tezlashmaydi . ^[5]
Dasturiy ta'minotni parallellashtirish muhim davom etayotgan tadqiqot mavzusidir. Ko'p protsessorli ilovalarning kointegratsiyasi tarmoq arxitekturasini loyihalashda moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Parallel modellarda moslashish ushbu protokollardan foydalanadigan tizimlarning qo'shimcha xususiyati hisoblanadi.