A. A. Qaxxarov, yu. Sh. Avazov, U. A. Ruziyev kompyuter tizimlari va tarmoqlari

Kо‘p yadroli mikroprotsessorlar.

Kо‘pchilik mutaxassislarning fikricha mikroprotsessorlarning takt chastotasini oshirish yо‘li orqali tezligini oshirish о‘z imkoniyatlarini tugatib bо‘lgan. Takt chastotasi 3,8 GGs Pentium 4YE mikroprotsessori istemol quvvati 160 Vt atrofida (tok kuchi 100 A kо‘proq) va bu kristalning maydoni 1,2 sm² bо‘lganda. Shuning uchun Intel kompaniyasi MP takt chastotasini 20 GGs gacha oshirish rejasidan tо‘xtatgan, MP unumdorligini hisoblashlarni parallel bajarish yо‘li bilan oshirishga qaror qilgan. Shu kabi g‘oyalar yuqori parallelli kо‘p protsessorli tizimlarda va serverli MP Xeon (Intel) va Opteron (AMD) larda joriy etilgan edi. 2005 yillar о‘rtasida shaxsiy kompyuterlar uchun mikroprotsessorlarida bitta jismoniy mikroprotsessorda faqat ikkita parallel ishlovchi virtual protsessor (masalan, NT texnologiya) bilan ish chegaralangan edi. Lekin virtual mikroprotsessor real unumdorlikni 10 – 30% oshirgan, ammo faqat hisoblashlarni parallellashtirishi mumkun bо‘lgan dasturlar uchun va ayniqsa muhimi – ularda parallel oqimlar buyruqlari bir vaqtda mikroprotsessorning bir xil apparat resurslarini ishlatmaydilar, masalan, mikroprotsessor xotirasi, L1 kesh-xotira, AMQ va boshqalarni. Bu esa juda ham kam rо‘y beradi.

Ikki yadroli Xeon va Opteron mikroprotsessorlari sezilarli darajada kuchli taassurotni ta’minlaydi. Birinchi ikki yadroli protsessorlarni AMD kompaniyasi tomonidan 2004 yili avgustda havola qilingan va 2005 yili ishlab chiqargan (yuqori unumdorli 64-razryadli Opteron). Intel kompaniyasi о‘zining ikki yadroli 64-razryadli Xeon mikroprotsessorini ishlab chiqarishda bir oz kech qolgan (2005 yili sentabr). 2,8 GGs takt chastotali ikki yadroli Xeon mikroprotsessori (kodlangan nomi Paxville) L2 kesh-xotira sig‘imi 2 Mbayt va DDR 2 tezkor xotira bilan ishlaydi. Bu mikroprotsessorning ikki yadrosi uchun bitta shina xizmat qiladi. Paxville server protsessori hisoblanadi, uning ishlashi uchun yangi Intel YE8500 chipseti talab etiladi. Mikroprotsessorning Smithfield yadrosi bitta monokristallda ikkita Prescott yadrosini mujassamlashtirgan, umumiy sxemali komponentlarga ega emas (AMD kompaniyasining Athlon 64X2 ikki yadroli MP yadro uchun umumiy komponentlarga ega: shina arbitri va DDR xotira kontrolleri).

Ikki yadroli MP parallel virtual protsessorga qaraganda yuqori unumdorlikni taminlaydi, chunki ularda birga ishlatiladigan resurslar deyarli yо‘q (AMQ, MPX, L1 kesh-xotira har birini о‘ziniki bor). Ularning isteʻmol quvvati ancha yuqori chastotali bir yadroli mikroprotsessorlarga qaraganda ancha kam. Qayd qilingan afzalliklarni hisobga olgan holda ikki va kо‘p yadroli protsessorlar shaxsiy kompyuterlarda keng miqyosida qо‘llanib boradi. 2007 yilda ishlab chiqarilgan stol usti kompyuterlarining 70% ikki yadroli mikroprotsessorlar bilan ishlab chiqarilgan. Ikki yadroli MP uchun maxsus razyom va chipsetli tizimli plata zarurdir. Xususan Intel i945, 955, 965, 975, iP35, iX35, iX48 va boshqa chipsetlarni havola qildi, ular kо‘p yadroli tarkibni va DDR xotira bilan ishlashni quvvatlaydilar.

2005 yili fevralda Sony, Toshiba va IBM kompaniyalari tomonidan tо‘qqiz yadroli Cell (cell - yacheyka) mikroprotsessorini havola qilinganligini alohida taʻkidlab о‘tish kerak. Bu MP lar о‘sha vaqtdagi mikroelektronikasining barcha yutuqlarnini о‘ziga mujassamlashtirgan edi: 0,09 mkm texnologiyani, “izolyatordagi kremniy” (SOI), “kuchaygan kremniy” (strained Si), misli qotishmalar (Cu). Tо‘qqista yadroni birlashtiruvchi kristall yuzasi – 2,2 sm² teng bо‘lgan, tranzistorlar soni esa – 234 million, takt chastotasi – 4 GGs va energiya istemoli juda past -80 Vt bо‘lgan.

Kristallda joylashgan tо‘qqizta yadrodan bitta yadro ajratilgan – Power Processor Element (PPE), RISC MP asosida qurilgan PowerPC. PPE tarkibida yana ikkita 64-razryadli yadroga ega, u ikki hisoblashlar oqimini bajarilishini quvvatlaydi.

Sakkizta qolgan yadrolar vektorli protsessor bо‘lib, ularning har birini о‘zining mahalliy xotirasi mavjud. Ular bir-biriga bog‘liq bо‘lmagan holda ham va shuningdek kelishilgan holda о‘zaro hisoblash ishlarini taqsimlab ishlashi ham mumkin.

Cell mikroprotsessori ancha universal protsessor hisoblanadi va u serverlarda, stol usti va kichik kompyuterlarda va xatto uy texnikasida ham (masalan, televizorlarda) ishlatiladi.