Toistaiseksi sekä PC-suorittimien että APU: iden normi on ollut homogeeninen muotoilu suorittimissa, mikä tarkoittaa yhden tyyppisen ytimen käyttöä, joka toistetaan tietyn määrän kertoja. Mutta heterogeenisten kokoonpanojen käyttö monimutkaisilla ytimillä on alkanut näkyä PC: llä. Selitämme, mitä iso ja pieni ydin eroavat toisistaan PC: n APU: issa ja suorittimissa
CPU: iden ja APU: iden saapuminen tietokoneisiin, joissa käytetään heterogeenisiä ytimiä ja siten monimutkaisia ja erikokoisia ytimiä, on tosiasia. Mutta miten nämä heterogeeniset ytimet eroavat toisistaan luonteeltaan ja suorituskyvyltään? Tämä on kysymys, jonka monet kysyvät itseltään lukiessaan markkinoilla esiintyvistä erilaisista arkkitehtuureista. Miksi yhden tyyppisen ytimen käyttäminen on yli vuosikymmenen ajan siirtynyt suurten ja pienten ytimien käyttöön suorittimissa.
Miksi käyttää erityyppisiä ytimiä?
Tähän on useita syitä, tunnetuin on se, jota on käytetty nyt klassisessa isossa. PIENI älypuhelimien suorittimia, joissa kaksi eri tehoa ja kulutusta sisältävää ydinkokoelmaa vaihdetaan käytössä sovellustyypin mukaan. älypuhelimen työmäärään koko ajan. Tämä tehtiin tällaisten laitteiden akun käyttöiän pidentämiseksi.
Nykyään tämä käsite on kehittynyt, ja jo nyt on mahdollista käyttää molempia ytimityyppejä samanaikaisesti eikä vaihdetusti. Joten yhdistetty suunnittelu ei enää perustu energiansäästöön, vaan korkeimman mahdollisen suorituskyvyn saavuttamiseen. Täällä pääsemme kahteen eri tapaan ymmärtää suorituskykyä riippuen siitä, kuinka heterogeenisiä ytimiä käytetään.
Laajimmin käytetty niistä, koska se on helpoin toteuttaa, koostuu kevyimpien työmäärän säikeiden osoittamisesta ytimille, joilla on pienin teho - tehtävä, joka käyttöjärjestelmän on suoritettava. Mikä on ohjelmisto, joka vastaa laitteistoresurssien käytön hallitsemisesta, mukaan lukien GPU. Tämä työskentelytapa on sama kuin Intel Lakefield ja sen tulevat arkkitehtuurit, kuten Leppäjärvi sekä ARM ytimiä DynamiQ: n kanssa.
Mikä tahansa se onkin, organisaatio perustuu kahden ytimen käyttöön, joilla on samat rekisterit ja ohjeet, mutta erilaiset eritelmät. Mitä eroja eri heterogeenisten ytimien välillä on? Katsotaan.
Suuret ytimet vs. pienet ytimet tänään
Ensinnäkin päästään selvään, ensimmäinen ero kahden tyyppisen ytimen välillä on kooltaan. Koska isot ytimet ovat monimutkaisempia kuin pienet ytimet, niillä on monimutkaisempi rakenne ja ne muodostuvat siten suuremmasta määrästä transistoreita. Ergo ovat suurempia kuin pienet ytimet, joilla on paljon yksinkertaisempi rakenne. Tämä tarkoittaa, että sirutilaan voidaan sisällyttää sirutilaan enemmän pieniä ytimiä kuin isoja ytimiä.
Kaiken tämän suhteen ensimmäinen asia, jonka kysyt itseltäsi, on: mikä on suorituskyvyn etu sovellettaessa kahta ydintyyppiä? Meidän on pidettävä mielessä, että nykypäivän PC: llä, tietokoneillamme, useita sovelluksia on käynnissä samanaikaisesti, joista kukin suorittaa useita suoritussäikeitä. Mikä tosiasia suuremman määrän ytimien lisäämisestä, vaikka se perustuisi siihen, että ytimet ovat kevyempiä, lisää lopputulosta.
Todellisuudessa pienemmät ytimet ovat vain yksi tapa keventää suurempien ja monimutkaisempien ytimien työtä viemällä töitä. Ei vain sitä, mutta jopa muita ytimiä voidaan käyttää hallitsemaan eri oheislaitteiden yleisimpiä keskeytyksiä, jotta muiden ytimien ei tarvitse lopettaa toimintaansa milloin tahansa voidakseen osallistua niihin jatkuvasti ja jatkuvasti. .
Tulevaisuuden arkkitehtuurit käyvät läpi heterogeenisiä kokoonpanoja
Toinen menetelmä on monimutkaisempi toteuttaa suuret ja pienet ytimet eroaa edellisestä, koska se koostuu ISA: n rekistereiden ja ohjeiden jakamisesta ja toistamisesta kahdessa ytöluokassa. Syynä on se, että kaikilla ohjeilla ei ole samanlaista energiankulutusta, mutta yksinkertaisin kuluttaa aina enemmän monimutkaisemmissa ytimissä. Ajatuksena ei siis ole levittää suorituslankoja niiden vastaavalle ytimelle, vaan pikemminkin, että yhden suorituslangan suorittaminen jaetaan kahden tai useamman ytimen kesken lomitetulla tavalla.
Siksi sen toteutus on paljon monimutkaisempi kuin nykyinen malli, koska eri ytimistä, jotka vastaavat samasta toteutuslangasta, on oltava tarvittava laitteisto koordinoidakseen ohjelmien koodia suoritettaessa. Tämän paradigman etuna on, että periaatteessa se ei vaadi käyttöjärjestelmän työtä hallitsemaan eri ketjuja, joita prosessori on suoritettava. Mutta tässä tapauksessa, kuten olemme jo kommentoineet, heterogeenisten ytintyyppien jakautuminen riippuu siitä, kuinka ohjejoukko jakautuu molempien ytimien välillä.
Tämän menetelmän toiminta liittyy ns. Amdahlin lakiin ja tapaan, jolla ohjelmat skaalautuvat suorituskyvyn suhteen. Toisaalta meillä on peräkkäisiä osia, joita ei voida jakaa usean ytimen kesken, koska niitä ei voida suorittaa rinnakkain, ja muilla osilla, jotka voivat. Ensimmäisessä tapauksessa teho ei riipu ytimien lukumäärästä, vaan kunkin ytimen tehosta, kun taas toisessa se riippuu jokaisesta ytimestä.
Perinteisesti CPU: n monimutkaisimmat ohjeet toteutetaan yksinkertaisempien ohjeiden sarjasta laitteiston hyödyntämiseksi paljon paremmin. Mutta uudet valmistussolmut mahdollistavat monimutkaisempien ohjeiden johtamisen suoraan monimutkaisempiin ytimiin sen sijaan, että ne olisivat useiden ytimien yhdistelmä. Tämä lisää myös ohjelmien yleistä suorituskykyä, koska näiden ohjeiden suorittaminen vie paljon vähemmän kellojaksoja.
