Нека започнем нашето пътешествие в измерението на многоядрените процесори с кратко описание що е това процесор и каква роля извършва той в работата на нашия компютър. Това, което наричаме процесор, е всъщност централен процесор (CPU - central processing unit), основната част на електронноизчислителна машина, която декодира и изпълнява инструкциите от програмното осигуряване (т.е. софтуера).

Централният процесор е най-големият чип на дънната платка. Той е сърцето на компютърната система, изпълнява инструкциите и борави с данните. Представлява малка капсулирана силициева пластина с вградени микроелектронни елементи (транзистори).

Микропроцесорът си има часовник, който синхронизира и задава скоростта на всички операции в един машинен цикъл. Скоростта на системния часовник в една компютърна система се измерва като честота, изразена в цикли и секунди. Бързодействието на процесор (тактовата честота) се измерва в мегахерци - 1MHz означава един милион такта в секунда. Тактовата честота определя до голяма степен производителността на процесора. Съвременните процесори имат тактова честота от 2 и повече GHz. Честотата на процесора зависи от транзисторите в него. Интегралната схема позволява множество транзистори да се включат в един общ полупроводников цокъл, наричан чип.


През 60-те години на XX век Гордън Мур (съосновател на Intel) стига до един простичък извод, който по-късно става известен като закон на Мур, а той гласи: Броят на транзисторите на единица повърхност ще се удвоява приблизитлно на всеки 18 месеца. Но това увеличаване на транзисторите за единица повърхност не може да бъде безкрайно - технологиите ограничават честотата на работа на един процесор на около 4GHz. А и едноядрените процесори могат да обработват само една задача наведнъж. Тези две причини налагат производителите на процесори да потърсят алтернативни начини за увеличаване на производителността на сърцето на компютъра.

Ражда се идеята за могоядрени процесори - процесори, съставени от 2 или повече ядра, които увеличават производителността, намаляват консумацията на електричество и работят по-ефективно с множество задачи (multiple processing). Двуядрен процесор може да се сравни с два разделени процесора, инсталирани на един компютър, но понеже ядрата на двуядрения процесор са инсталирани на едно гнездо (socket), връзката между тях е значително по-бърза. На теория, един двуядрен процесор е 2 пъти по-бърз от едноядрен, но на практика се оказва, че увеличението на мощността е 50% повече от това на едноядрените процесори.

Многоядрените процесори се разработват и от двата най-големи производителя на процесори - Intel и AMD. Сред основните предимства на тази технология е възможността процесорът да работи успоредно с много задачи (multitasking), като например да се играе съвременна компютърна игра и в същото време да се конвертира или кодира видео файл. По-новите софтуери са разработени да се възползват от това, служейки си с технология, наречена многонишково програмиране (multithreading). Някои многоядрени процесори могат да изключват ядрата си, когато нуждата за обработване на данни изисква малко ресурс от процесора. Това се прави с цел по-малка консумация на електроенергия.

За съжаление, технологията на многоядрените процесори има и недостатъци. По-стари програми не поддържат multithreading и е възможно да работят по-бавно. За да се оползотворят предимствата на многоядрените процесори, се налага операционните системи и софтуерите да бъдат оптимизирани.

Изтегли цялата статия