Trong các bộ vi xử lý đa lõi hiện đại, hai hoặc nhiều lõi điện toán nằm trên một tinh thể silicon duy nhất. Hơn nữa, mỗi lõi có khả năng hỗ trợ tính toán của hai hoặc nhiều luồng. Việc sử dụng bộ vi xử lý đa lõi có thể tăng tốc hoạt động của hệ điều hành và các ứng dụng hỗ trợ đa luồng.
Bộ xử lý đa lõi là đơn vị xử lý trung tâm chứa nhiều hơn hai lõi xử lý. Các lõi như vậy có thể được đặt cả trong một gói và trên một khuôn vi xử lý.
Bộ vi xử lý đa lõi là gì?
Thông thường, bộ xử lý đa lõi được hiểu là bộ xử lý trung tâm, trong đó một số lõi tính toán được tích hợp vào một vi mạch (nghĩa là chúng nằm trên một tinh thể silicon duy nhất).
Thông thường, tốc độ xung nhịp trong bộ vi xử lý đa lõi được cố tình đánh giá thấp hơn. Điều này được thực hiện để giảm tiêu thụ điện năng trong khi vẫn duy trì hiệu suất cần thiết của bộ xử lý. Đồng thời, mỗi lõi là một bộ vi xử lý chính thức, đặc trưng của tất cả các bộ vi xử lý hiện đại - nó sử dụng bộ đệm đa cấp, hỗ trợ thực thi mã không theo thứ tự và các lệnh vectơ.
Siêu phân luồng
Các lõi trong bộ xử lý đa lõi có thể hỗ trợ SMT, cho phép thực thi nhiều luồng tính toán và nhiều bộ xử lý logic dựa trên mỗi lõi. Trên các bộ vi xử lý do Intel sản xuất, công nghệ này được gọi là "Siêu phân luồng". Nó cho phép bạn tăng gấp đôi số lượng bộ xử lý logic so với số lượng chip vật lý. Trong các bộ vi xử lý hỗ trợ công nghệ này, mỗi bộ xử lý vật lý có khả năng duy trì trạng thái của hai luồng đồng thời. Đối với hệ điều hành, nó sẽ giống như có hai bộ xử lý logic. Nếu có sự tạm dừng trong công việc của một trong số chúng (ví dụ: nó đang đợi dữ liệu được nhận từ bộ nhớ), bộ xử lý logic khác sẽ bắt đầu thực hiện luồng của chính nó.
Các loại bộ xử lý đa lõi
Bộ vi xử lý đa lõi được phân thành nhiều loại. Chúng có thể hỗ trợ hoặc không hỗ trợ việc sử dụng bộ nhớ đệm được chia sẻ. Giao tiếp giữa các lõi được thực hiện bằng cách sử dụng một bus chia sẻ, mạng điểm-điểm, mạng có bộ chuyển mạch hoặc bộ nhớ đệm dùng chung.
Nguyên lý hoạt động
Hầu hết các bộ vi xử lý đa lõi hiện đại hoạt động theo sơ đồ sau. Nếu ứng dụng đang chạy hỗ trợ đa luồng, nó có thể buộc bộ xử lý thực thi nhiều tác vụ cùng một lúc. Ví dụ, nếu máy tính sử dụng bộ vi xử lý 4 nhân với tốc độ xung nhịp 1,8 GHz, chương trình có thể "tải" cả bốn nhân với công việc cùng một lúc, trong khi tổng tần số của bộ xử lý sẽ là 7,2 GHz. Nếu một số chương trình đang chạy cùng một lúc, mỗi chương trình trong số chúng có thể sử dụng một phần lõi của bộ xử lý, điều này cũng dẫn đến việc tăng hiệu suất máy tính.
Nhiều hệ điều hành hỗ trợ đa luồng, vì vậy việc sử dụng bộ xử lý đa lõi có thể tăng tốc máy tính ngay cả trong trường hợp các ứng dụng không hỗ trợ đa luồng. Nếu chúng ta chỉ xem xét hoạt động của một ứng dụng, thì việc sử dụng bộ vi xử lý đa lõi sẽ chỉ hợp lý nếu ứng dụng này được tối ưu hóa cho đa luồng. Nếu không, tốc độ của bộ xử lý đa lõi sẽ không khác với tốc độ của bộ xử lý thông thường, và đôi khi nó còn hoạt động chậm hơn.
