پردازنده های چند هسته ای 1

چرا CPU های چند هسته ای ؟ 1. تقسیم بار سیستم 2. زیاد شدن توان عملیاتی ( Throughput) 3. اجرای بهتر برنامه های سنگین ( برنامه هایی با چند Thread) 4. به بن بست رسیدن روش بالا بردن فرکانس کاری پردازنده های تک هسته ای 5. وجود کش L1 و L2 بصورت جدا گانه برای هر هسته 6. صرفه جویی در هزینه ها 7. تحمل پذیری در برابر خطا (Fault-Toleraut) 2

پردازنده های چند هسته ای متقارن و نا متقارن 1. چند هسته ای نا متقارن 1. چند هسته ای نا متقارن ASMP ( ASymmetric Multi Processing ) ASMP ( ASymmetric Multi Processing ) 2. چند هسته ای متقارن 2. چند هسته ای متقارن SMP ( Symmetric Multi Processing ) SMP ( Symmetric Multi Processing ) 3

مزایای پردازنده های چند هسته ای متقارن نسبت به نا متـقـارن 1. متعادل شدن بار روی هسته ها 2. قابل حمل بودن سیستم عامل 3. عدم خرابی کل سیستم 4

اولین CPU دو هسته ای AMD ATHLON 64 X2 این پردازنده بر پایه ی پردازنده ی تک هسته ای َ Athlon 64 بدلیل وجود : 1. رابط Hyper Transport و کنترل کننده های آن 1. رابط Hyper Transport و کنترل کننده های آن 2. کنترل کننده حافظه 2. کنترل کننده حافظه روی Chip پردازنده Athlon 64 ساخته شد. روی Chip پردازنده Athlon 64 ساخته شد. 5

مشخصات ATHLON 64 X2 رابط Hyper Transport ( رابط بین دو هسته ) 1GHz to 1.8 GHz رابط Hyper Transport ( رابط بین دو هسته ) 1GHz to 1.8 GHz رابط North Bridge ( رابط بین CPU و Cache) رابط North Bridge ( رابط بین CPU و Cache) کنترل کننده حافظه کنترل کننده حافظه تکنولوژی ساخت 90nm تکنولوژی ساخت 90nm ولتاژ کاری 1.35v to 1.40v ولتاژ کاری 1.35v to 1.40v گرمای خروجی کمی بیش از 110 Watt گرمای خروجی کمی بیش از 110 Watt توان مصرفی (TDP) 89 Watt توان مصرفی (TDP) 89 Watt وجود Cache L1 & L2 جداگانه برای هر هسته وجود Cache L1 & L2 جداگانه برای هر هسته L1:128 KB L1:128 KB L2: 512 KB to 1.00MB L2: 512 KB to 1.00MB رابط 32 بایتی (Advanced Transfer Cache) ATC رابط 32 بایتی (Advanced Transfer Cache) ATC 6

دو برتری سری پردازنده های ATHLON 64 X2 1. Crossbar Swich 2. امکان استفاده از سوکت 939 / 940 7

PERFORMANCE کارایی Performance= (frequency)*(instruction per clock) Performance= (frequency)*(instruction per clock) SIMD ( SSE 1,2,3,..) SIMD ( SSE 1,2,3,..) (1996 Pentium) (1996 Pentium) 8

انرژی مصرفی TDP نوت بوکها و موبایلها Power=(DynamicCapacitance)*(Voltage*Voltage)*Frequency 9

CACHE حافظه ی پنهان L1  L2  L3  RAM L1  L2  L3  RAM Cache  High Speed Static RAM(SRAM) RAM  Dynamic RAM (DRAM) دسترسی سریع و هوشمند به اطلاعات در پردازنده های Intel 10

1. Standard Processor Over –Clocked 20% 2. Standard Processor 3. Two Standard Processors Under-Clocked 20% 11

1. افزایش میزان حافظه بصورت دینامیک 2. به اشتراک گذاری اطلاعات بین دو هسته 12

13

14 قانون امدال (Amdahl’s Law) 1) 10 minutes of initiolization that must run serially 2) 1 minute to process one image 3)10 minutes of post-processing that must run serially

CORE I3 CORE I3 Clarkdale – 32 nm process technology Clarkdale – 32 nm process technology Clarkdale32 nm Clarkdale32 nm 2 physical cores/4 threads 2 physical cores/4 threads 64 Kb L1 cache 64 Kb L1 cache 512 Kb L2 cache 512 Kb L2 cache 4 MB L3 cache 4 MB L3 cache Introduced January, 2010 Introduced January, 2010 Socket 1156 LGA Socket 1156 LGA 2-channels DDR3 2-channels DDR3 Integrated HD GPU Integrated HD GPU Variants Variants 530 – 2.93 GHz Hyper-Threading 530 – 2.93 GHz Hyper-Threading 540 – 3.06 GHz Hyper-Threading 540 – 3.06 GHz Hyper-Threading 550 – 3.2 GHz Hyper-Threading 550 – 3.2 GHz Hyper-Threading 560 – 3.33 GHz Hyper-Threading 560 – 3.33 GHz Hyper-Threading 15

CORE I5 CORE I5 Lynnfield – 45 nm process technology Lynnfield – 45 nm process technology Lynnfield45 nm Lynnfield45 nm 4 physical cores 4 physical cores Kb (per core) L1 cache Kb (per core) L1 cache 256 Kb (per core) L2 cache 256 Kb (per core) L2 cache 8 MB common L3 cache 8 MB common L3 cache Introduced September 8, 2009 Introduced September 8, 2009 Family 6 Model E (Ext. Model 1E) Family 6 Model E (Ext. Model 1E) Socket 1156 LGA Socket 1156 LGA Socket 1156 Socket channels DDR3 2-channels DDR3 Variants Variants 750 – 2.66 GHz/3.20 GHz Turbo Boost 750 – 2.66 GHz/3.20 GHz Turbo Boost 760 – 2.80 GHz/3.33 GHz Turbo Boost 760 – 2.80 GHz/3.33 GHz Turbo Boost 16

CORE I5 CORE I5 Clarkdale – 32 nm process technology Clarkdale – 32 nm process technology Clarkdale32 nm Clarkdale32 nm 2 physical cores/4 threads 2 physical cores/4 threads 64 Kb L1 cache 64 Kb L1 cache 512 Kb L2 cache 512 Kb L2 cache 4 MB L3 cache 4 MB L3 cache Introduced January, 2010 Introduced January, 2010 Socket 1156 LGA Socket 1156 LGA Socket 1156 Socket channels DDR3 2-channels DDR3 Integrated HD GPU Integrated HD GPU AES Support AES Support Variants Variants 650/655K – 3.2 GHz Hyper-Threading Turbo Boost 650/655K – 3.2 GHz Hyper-Threading Turbo Boost 660/661 – 3.33 GHz Hyper-Threading Turbo Boost 660/661 – 3.33 GHz Hyper-Threading Turbo Boost 670 – 3.46 GHz Hyper-Threading Turbo Boost 670 – 3.46 GHz Hyper-Threading Turbo Boost 680 – 3.60 GHz Hyper-Threading Turbo Boost 680 – 3.60 GHz Hyper-Threading Turbo Boost 17

CORE I7 CORE I7 Bloomfield – 45 nm process technology Bloomfield – 45 nm process technology Bloomfield45 nm Bloomfield45 nm 4 physical cores 4 physical cores 256 KB L2 cache 256 KB L2 cache 8 MB L3 cache 8 MB L3 cache Front side bus replaced with QuickPath up to 6.4GT/s Front side bus replaced with QuickPath up to 6.4GT/s Front side busQuickPath Front side busQuickPath Hyper-Threading is again included. This had previously been removed at the introduction of Core line Hyper-Threading is again included. This had previously been removed at the introduction of Core line Hyper-ThreadingCore Hyper-ThreadingCore 781 million transistors 781 million transistorstransistors Intel® Turbo Boost Technology Intel® Turbo Boost Technology TDP 130W TDP 130W Introduced November 17, 2008 Introduced November 17, 2008 Socket 1366 LGA Socket 1366 LGA 3-channels DDR3 3-channels DDR3 Variants Variants 975 (extreme edition) – 3.33 GHz/3.60 GHz Turbo Boost 975 (extreme edition) – 3.33 GHz/3.60 GHz Turbo Boost 965 (extreme edition) – 3.20 GHz/3.46 GHz Turbo Boost 965 (extreme edition) – 3.20 GHz/3.46 GHz Turbo Boost GHz/3.46 GHz Turbo Boost GHz/3.46 GHz Turbo Boost 950 – 3.06 GHz/3.33 GHz Turbo Boost 950 – 3.06 GHz/3.33 GHz Turbo Boost 940 – 2.93 GHz/3.20 GHz Turbo Boost 940 – 2.93 GHz/3.20 GHz Turbo Boost 930 – 2.80 GHz/3.06 GHz Turbo Boost 930 – 2.80 GHz/3.06 GHz Turbo Boost 920 – 2.66 GHz/2.93 GHz Turbo Boost 920 – 2.66 GHz/2.93 GHz Turbo Boost 18

CORE I7 CORE I7 Lynnfield – 45 nm process technology 4 physical cores Lynnfield – 45 nm process technology 4 physical cores Lynnfield45 nm Lynnfield45 nm 256 KB L2 cache 256 KB L2 cache 8 MB L3 cache 8 MB L3 cache No QuickPath, instead compatible with slower DMI interface No QuickPath, instead compatible with slower DMI interfaceQuickPathDMIQuickPathDMI Hyper-Threading is included Hyper-Threading is included Hyper-Threading Introduced September 8, 2009 Introduced September 8, 2009 Socket 1156 LGA Socket 1156 LGA 2-channels DDR3 2-channels DDR3 Variants Variants 880 – 3.06 GHz/3.73 GHz Turbo Boost (TDP 95W) 880 – 3.06 GHz/3.73 GHz Turbo Boost (TDP 95W) 870/875K – 2.93 GHz/3.60 GHz Turbo Boost (TDP 95W) 870/875K – 2.93 GHz/3.60 GHz Turbo Boost (TDP 95W) 870S – 2.67 GHz/3.46 GHz Turbo Boost (TDP 82W) 870S – 2.67 GHz/3.46 GHz Turbo Boost (TDP 82W) 860 – 2.80 GHz/3.46 GHz Turbo Boost (TDP 95W) 860 – 2.80 GHz/3.46 GHz Turbo Boost (TDP 95W) 860S – 2.53 GHz/3.46 GHz Turbo Boost (TDP 82W) 860S – 2.53 GHz/3.46 GHz Turbo Boost (TDP 82W) 19

CORE I7 CORE I7 Gulftown – 32 nm process technology Gulftown – 32 nm process technology Gulftown32 nm Gulftown32 nm 6 physical cores 6 physical cores 256 KB L2 cache 256 KB L2 cache 12 MB L3 cache 12 MB L3 cache Front side bus replaced with QuickPath up to 6.4GT/s Front side bus replaced with QuickPath up to 6.4GT/s Front side busQuickPath Front side busQuickPath Hyper-Threading is included Hyper-Threading is included Hyper-Threading Intel® Turbo Boost Technology Intel® Turbo Boost Technology TDP 130W TDP 130W Introduced 16 March 2010 Introduced 16 March 2010 Variants Variants 980X Extreme Edition GHz/3.60 GHz Turbo Boost 980X Extreme Edition GHz/3.60 GHz Turbo Boost GHz/3.46 GHz Turbo Boost GHz/3.46 GHz Turbo Boost 20

منابع : Wikipedia.com Wikipedia.com Intel.com Intel.com extremetech.com extremetech.com drdobbs.com drdobbs.com benchmarkreviews.com benchmarkreviews.com atalebi.com atalebi.com 21