Publikacja w serwisie

Bookmark and Share

2158  odsłona

Technologia procesorów Multi-Core to jedna z najbardziej rozwijających się dziedzin Hardware

Seminarium naukowe nowoczesne technologie Multi-Core, wirtualizacja.

 

Technologia procesorów Multi-Core to jedna z najbardziej rozwijających się dziedzin Hardware. Nowoczesne procesory będą zawierać klika rdzeni, co ma w efekcie diametralnie zwiększyć wydajność pracy komputera. Obecnie trwa „pojedynek” pomiędzy dwoma gigantami w tej branży AMD i Intel. Obie z tych firm zaprezentowały już układy dual-core, a obecnie pracują nad układami Quad-Core. Rozbudowują swoje zaplecze produkcyjne budując tak jak w przypadku AMD nowoczesną fabrykę Fab36 w Dreźnie, bądź tez jak Intel przekształcając starą fabrykę w Meksyku. Linie produkcyjne Fab36 są przystosowane do produkcji CPU w technologii 65nm i później 45nm. Wszystko to dla jeszcze bardziej wydajnej i nowoczesnej produkcji. Z mapy drogowej firmy AMD wynika, że nowe procesy zawierające więcej niż dwa rdzenie mają wejść do seryjnej produkcji w roku 2007. W roku 1999 firma Amd zaczęła prace nad procesorem o kodowej nawie K8. Założenia były takie, aby w jednej hybrydzie zawrzeć dwa rdzenie i 64-bitowe rozszerzenia. Nie trzeba było długo czekać, ponieważ już 5 maj 2005 odbyła się premiera procesora AMD 64-bitowego X2. Procesor wielordzeniowy charakteryzuje możliwość korzystania ze wspólnych danych przez rdzenie procesora. Jednocześnie każdy z nich uwzględnia rezultaty uzyskane przez pozostałe, z możliwością uzyskania tej informacji bez pośrednictwa pamięci umieszczonej na zewnątrz chipu. Każdy z procesorów dual-core firmy Amd oparty jest na chwile obecną na dwóch jednostkach CPU, z których to każda posiada swoją własną pamięć Ciche L2. Główną rolę zapewniająca komunikacje pomiędzy rdzeniami odgrywa SRI, czyli tzw. systemowy interfejs zapytań oraz współpracujący z nim Crossbar Switch, pełniący role przełącznicy krzyżowej pomiędzy kontrolerem pamięci, a kanałami HyperTransport. Dual-Cory cechuje 939-pinowa podstawka. AMD Opteron są stosowane w serwerach od 1- do 8-procesorowych oraz w stacjach roboczych od 1- do 4-procesorowych. Procesory Dual-Core Opteron posiadają 64-bitowe główne ścieżki danych i adresów, zawierające 48-bitowe adresy wirtualne i 40-bitowe adresy fizyczne. Funkcje wykrywania i korygowania błędów ECC (Error Correcting Code), zabezpieczające dane w pamięci podręcznej Cache L1, dane i znaczniki w pamięci podręcznej cache L2 oraz dane w pamięci DRAM, a także sprzętowy scrubbing, czyli weryfikację przy zapisie do pamięci wszystkich macierzy zabezpieczonych przez ECC. Technologia 90nm Silicon on Insulator — krzem na izolatorze zapewniająca mały pobór mocy i lepsze skalowanie częstotliwości. Obsługa wszystkich instrukcji, zapewniająca pełną kompatybilność z technologią SSE2. Dwa dodatkowe etapy potokowania zapewniające większą wydajność i skalowanie częstotliwości. Większa liczba rozkazów na cykl zegara Instructions per Clock, uzyskana dzięki większym buforom. Zastosowana w procesorach dual-core firmy Amd Technologia HyperTransport to magistrala o skalowanej przepustowości, łącząca procesory, podsystemy wejścia-wyjścia i inne zestawy układów. Możliwa jest obsługa maksymalnie 3 spójnych łączy HyperTransport, zapewniających szczytową przepustowość 19,2 GB/s na procesor. Zintegrowany 128-bitowy kontroler pamięci DDR DRAM, umożliwia obsługę 8 rejestrowych modułów DDR DIMM na procesor. Przepustowość 6,4 GB/s na łącze, wystarcza do obsługi nowych magistrali, takich jak PCI-X, DDR, InfiniBand i 10G Ethernet.. Mały pobór mocy dzięki napięciu obniżonemu do 1,2 V, ułatwia chłodzenie systemu Po wprowadzeniu na rynek Microsoft® Windows® XP Service Pack 2 (SP2), użytkownicy mogą w pełni wykorzystać technologię zabezpieczeń Enhanced Wirus Protection. W procesorach AMD64 odróżnia ona złośliwy kod od zwykłych danych i traktuje go jako ciąg tylko do odczytu/zapisu. Wirus jest usuwany z procesora i zostaje uwięziony w przestrzeni przepełnienia bufora pamięci, gdzie nie ma możliwości uaktywnienia się, a w końcu zostaje zniszczony. Zintegrowany kontroler pamięci DDR DRAM to nowy sposób dostępu procesora do pamięci operacyjnej, który zwiększa jego przepustowość i wydajność, a także zmniejsza opóźnienie dostępu. Pozwala także na skalowanie dostępnej przepustowości pamięci wraz ze zwiększaniem liczby procesorów. Zintegrowany 128-bitowy kontroler pamięci DDR DRAM, umożliwia obsługę 8 rejestrowych modułów DDR DIMM na procesor. Maksymalna dostępna przepustowość pamięci wynosi 6,4 GB/s na procesor (pamięć PC3200). Największe zalety technologii multi-core to między innymi wysoka wydajność przy niskiej częstotliwości, niska temperatura pracy, prawie żadnych problemów z chłodzeniem oraz technologia Cool'n'Quiet - spowalnianie CPU do 1000MHz przy małym obciążeniu zastosowana w CPU firmy Amd. Wirtualizacja oznacza możliwość uruchamiania w systemie w tym samym czasie różnych programów, a także całych, różnych systemów operacyjnych. Technologie Vanderpool opracowane przez firmę Intel  posuwają wirtualizację o krok dalej, wprowadzając rozwiązania sprzętowe i obsługę platformy, które czynią wirtualizację łatwiejszą i bezpieczniejszą. Technologia VT dzieląc system do użytku przez wiele zadań sprawia, że jedna platforma sprzętowa działa jak wiele „wirtualnych" platform. Na przykład w domu technologia VT pozwoli jednemu członkowi rodziny korzystać w jednym pokoju z komputera stacjonarnego do gry komputerowej, podczas gdy w innym miejscu inny członek rodziny, korzystając z urządzenia przenośnego, edytuje w tym samym czasie i na tym samym komputerze zdjęcia. Dla przedsiębiorstw technologia VT oznacza również wiele korzyści, w tym lepszą zarządzalność systemem, ograniczenie przestojów i większą wydajność pracowników. Na przykład pracownik działu IT może wykonywać zdalnie jakieś operacje na połączonych w sieć klientach, nie przerywając pracy korzystających z nich użytkowników. Technologia VT, pomagając przez wirtualizację zwiększyć odporność i niezawodność platformy, zapewnia większą niezawodność, efektywność i elastyczność podczas konsolidacji serwerów i migracji ze starszych systemów, oraz większe bezpieczeństwo. Technologia VT w połączeniu z odpowiednim oprogramowaniem może zapewnić większą niezawodność i wydajność, zarówno w środowisku przedsiębiorstw, jak i dla użytkowników indywidualnych. Dzięki wielu niezależnym środowiskom oprogramowania w jednym systemie (partycjom) działania w jednej partycji nie mają wpływu na działania w innej partycji. Technologia wirtualizacji redukuje obciążenie związane z wykonywaniem programu oraz zwiększa wydajność i siłę całego rozwiązania, zapewniając wirtualizowanym partycjom bardziej efektywny dostęp do urządzeń systemowych. Zapowiadane nowe procesory Quady mają charakteryzować się zoptymalizowanymi mechanizmami zarządzania energią dla każdego z posiadanych rdzeni, usprawnionym protokołem HyperTransport, obecnością dedykowanych koprocesorów oraz zaimplementowaniem w nowych układach technologii wirtualizacji, czyli współdzielenia zasobów pomiędzy współbieżnymi instancjami systemów operacyjnych. Cały czas trwają prace nad specyfikacją HyperTransport 3.0, która ma trzykrotnie zwiększyć obecną przepustowość szyny.

 

Literatura:

    1. Materiały reklamowe firm produkujących układy procesorowe.

Serwis ODA - Strona główna > Wykaz publikacji  |  

Zamknij okno

góra