آشنایی با پردازنده های چند هسته ای

پردازنده ها نقش اساسی در سرعت و کارایی کامپیوتر دارند. مغز اصلی یک کامپیوتر پردازنده آن محسوب میشود. شرکت های تولید کننده پردازنده های کامپیوتر از اولین روز تولید همیشه در صدد بالا بردن توان پردازنده های خود بوده اند.

پردازنده چند هسته‌ای به چه معناست؟ یعنی تعدادی از این هسته‌های پردازشی (Core Processors) روی سطح یک Die قرار گیرند. توجه داشته باشید که سطح یک Die معمولا چیزی حدود 150 تا 180 میلی‌متر مربع است. یعنی به اندازه یک سکه کوچک میباشد.

از حدود سال 1384 تا به امروز، پردازنده‌ها دارای 2 یا تعداد بیشتری هسته پردازشی شدند. دقت داشته باشید که همیشه تعداد هسته‌های پردازشی زوج است، نه فرد!! البته در معدود دفعاتی دیده شده است که شرکت سازنده یکی از پردازنده‌های چهارهسته‌ای خود را خاموش کرده است و به عنوان پردازنده‌ای ‌3 هسته‌ای وارد بازار کرده، اما همیشه یادتان باشد که پردازنده‌ها تعداد هسته‌های زوج دارند.

در پردازنده های نسل قدیم ارتقا سرعت با افزایش فرکانس کاری پردازنده کار نسبتا ساده ای به نظر میرسد. اما این عمل باعث اتلاف زیادی گرما در پردازنده میشد و عمر این قطعه را کم میکرد. از این رو احتیاج به تکنولوژی جدیدی بود که با افزایش کارایی پردازنده از تولید گرمای اضافی در آن ها جلوگیری کند.

برای رفع این مشکل پردازنده های چند هسته ای شروع به شکل گرفتن کردند. به این شکل که در کنار پردازنده یک میکرو پروسسور دیگر نیز با ظرفیت حافظه Cash در سطح 1 و 2 وجود دارد.

حافظه Cash سطح 1 نزدیک به هسته اصلی پردازنده میباشد. و از سرعت بالاتر و ظرفیت کمتری برخوردار است.

حافظه Cash سطح 2 از ظرفیت بزرگتری برخوردار است ولی سرعت کمتری نسبت به حافظه Cash سطح 1 دارد. به عنوان مثال ذخیره کردن یک فایل Word در حافظه بزرگتر انجام میگیرد.

دو شرکت Intel و AMD از تولید کننده های اصلی پردازنده ها هستند. چند هسته کردن پردازنده ها باعث شده که بر مشکلات توان و دما در پردازنده ها بتوانند غلبه کنند. اما منسجم کردن حافظه های Cash سطح 1 و 2 نیز چالش بزرگی برای تولید پردازنده های چند هسته ای به شمار میاید.

اگر برنامه نویسان برنامه های خود را برای کار با این نوع پردازنده ها بهینه سازی نکنند عملا این نوع پردازنده ها کارایی خاصی را نخواهند داشت.

 Intel تعداد زیادی پردازنده چند هسته ای متفاوت تولید میکند. پنتیوم D در کامپیوترهای رومیزی استفاده میشود. Core 2 Due هم در محیط لپ تاپ و هم در رومیزی، پردازنه Xeon در سرویس دهنده‌ ها استفاده میشود.

AMD دارای طیف Althon برای کامپیوترهای رومیزی، Tution برای لپ تاپ‌ها و Opteron برای سرویس دهنده‌ها و ایستگاه‌ های کاری است. اگر چه Core 2 Due و Althon 64x2 هر دو برروی یک پایه‌اند ولی ساختارهای آنها بسیار متفاوت اند.