I de seneste måneder er du måske stødt på begrebet "heterogene kerner" i forbindelse med Intel processorer. Det kan dog være lidt udfordrende at forstå, hvad dette betyder, og hvordan det adskiller sig fra traditionelle monolitiske processordesigns. Denne artikel har til formål at forenkle konceptet og forklare overgangen fra monolitiske til heterogene processorer, herunder hvordan ARM's store.LILLE arkitektur påvirkede denne udvikling.
Forstå monolitiske processorer
Historisk set havde processorer en enkelt kerne, og den første multi-core processor til forbrugere var Intel Core2Duo, der blev introduceret i 2011, med kun to kerner. I dag har vi processorer med op til 16 kerner eller mere til forskellige applikationer. Udtrykket "monolitisk" refererer til designet af disse processorer, hvor alle kerner har den samme arkitektur og størrelse inden for processorens DIE, ikke nødvendigvis deres fysiske størrelse eller kraft.
ARMs store.LILLE arkitektur
ARM, et firma kendt for at designe kerner, der bruges i smartphone-processorer, stod over for en udfordring. De ønskede at øge antallet af kerner uden at påvirke batteriets levetid væsentligt. Deres løsning var big.LITTLE-arkitekturen, et hybridt processordesign, der kombinerer højeffektive kerner med højtydende kerner. Effektivitetskerner håndterer lettere opgaver som browsing, mens ydeevnekerner starter til krævende aktiviteter såsom spil eller videoredigering.
Intels vedtagelse af heterogene kerner
Intel tog en lignende tilgang ved at ansætte Jim Keller, en nøglefigur bag AMD's Ryzen-arkitektur. Intels heterogene processorer har to typer kerner:
- E-kerner: Højeffektive kerner, der forbliver aktive under lette arbejdsbelastninger og tilbyder strømbesparende fordele. De yder support til P-Cores, når det er nødvendigt.
- P-kerner: Højtydende kerner, der aktiveres under store arbejdsbelastninger, såsom spil eller indholdsskabelse, og leverer robust processorkraft.
AMD's overgang med Zen-arkitektur
Mens AMD endnu ikke har frigivet heterogene processorer, er de begyndt at skifte med deres Zen-arkitektur. De opnåede dette ved at opdele kerner i separate DIEs og forbinde dem med en kontrolchip. Nøglekomponenter i denne arkitektur omfatter:
- CCX: En blok bestående af fire kerner med to CCX-enheder i hver DIE.
- CCD: Hver DIE består af to CCX-enheder med delt L3-cache.
- I/O DIE: Styrer kommunikationen mellem CCD'er, CCX'er og andre systemkomponenter, hvilket sikrer jævn belastningsfordeling.
Sammenfattende repræsenterer skiftet fra monolitiske til heterogene processorer en betydelig udvikling i CPU design. Både Intel og AMD udforsker disse innovative arkitekturer for at forbedre ydeevne, strømeffektivitet og multitasking-kapaciteter, der imødekommer de voksende krav til moderne computere.