في الأشهر الأخيرة، ربما صادفت مصطلح "النوى غير المتجانسة" في سياق إنتل معالجات. ومع ذلك، فإن فهم ما يعنيه هذا وكيف يختلف عن تصميمات المعالجات المتجانسة التقليدية قد يكون أمرًا صعبًا بعض الشيء. تهدف هذه المقالة إلى تبسيط المفهوم وشرح الانتقال من المعالجات المتجانسة إلى المعالجات غير المتجانسة، بما في ذلك كيفية ARMلقد أثرت بنية LITTLE الكبيرة على هذا التطور.
فهم المعالجات المتجانسة
تاريخيًا، كانت المعالجات تتميز بنواة واحدة، وكان أول معالج متعدد النواة للمستهلكين هو Intel Core2Duo، الذي تم تقديمه في عام 2011، مع نواتين فقط. اليوم، لدينا معالجات تصل إلى 16 مركزًا أو أكثر لمختلف التطبيقات. يشير المصطلح "متجانسة" إلى تصميم هذه المعالجات، حيث تتمتع جميع النوى بنفس البنية والحجم داخل وحدة DIE الخاصة بالمعالج، وليس بالضرورة حجمها المادي أو قوتها.
بنية ARM الكبيرة والصغيرة
واجهت شركة ARM، المعروفة بتصميم النوى المستخدمة في معالجات الهواتف الذكية، تحديًا. لقد أرادوا زيادة عدد النواة دون التأثير بشكل كبير على عمر البطارية. كان الحل الذي قدموه هو بنية Big.LITTLE، وهو تصميم معالج هجين يجمع بين النوى عالية الكفاءة والنوى عالية الأداء. تتعامل نوى الكفاءة مع المهام الخفيفة مثل التصفح، بينما تبدأ نوى الأداء في الأنشطة الصعبة مثل الألعاب أو تحرير الفيديو.
اعتماد إنتل للنوى غير المتجانسة
تبنت شركة إنتل نهجا مماثلا من خلال تعيين جيم كيلر، وهو شخصية رئيسية وراء ذلك AMDبنية Ryzen. تتميز معالجات إنتل غير المتجانسة بنوعين من النوى:
- النوى الإلكترونية: نوى عالية الكفاءة تظل نشطة أثناء أحمال العمل الخفيفة وتوفر مزايا توفير الطاقة. أنها توفر الدعم لـ P-Cores عند الحاجة.
- P-Cores: نوى عالية الأداء يتم تنشيطها أثناء أحمال العمل الثقيلة، مثل الألعاب أو إنشاء المحتوى، مما يوفر قوة معالجة قوية.
انتقال AMD مع بنية Zen
في حين أن AMD لم تطلق بعد معالجات غير متجانسة، فقد بدأت في التحول إلى بنية Zen الخاصة بها. لقد حققوا ذلك عن طريق تقسيم النوى إلى وحدات DIE منفصلة وربطها بشريحة تحكم. تشمل المكونات الرئيسية لهذه البنية ما يلي:
- CCX: كتلة تتكون من أربعة مراكز، مع وحدتي CCX في كل قالب.
- CCD: تتكون كل وحدة DIE من وحدتي CCX، مع ذاكرة تخزين مؤقت مشتركة من المستوى الثالث.
- I/O DIE: يدير الاتصال بين أجهزة CCD وCCX ومكونات النظام الأخرى، مما يضمن التوزيع المتساوي للحمل.
باختصار، يمثل التحول من المعالجات المتجانسة إلى المعالجات غير المتجانسة تطورًا كبيرًا في وحدة المعالجة المركزية: تصميم. تستكشف كل من Intel وAMD هذه البنى المبتكرة لتعزيز الأداء وكفاءة الطاقة وقدرات تعدد المهام، بما يلبي المتطلبات المتزايدة للحوسبة الحديثة.