De la monolitic la eterogen: evoluția designului CPU

În ultimele luni, este posibil să fi întâlnit termenul „nuclee eterogene” în contextul Intel procesoare. Cu toate acestea, înțelegerea a ceea ce înseamnă acest lucru și a modului în care diferă de design-urile tradiționale de procesoare monolitice poate fi puțin dificilă. Acest articol își propune să simplifice conceptul și să explice tranziția de la procesoare monolitice la procesoare eterogene, inclusiv modul în care ARM's big.LITTLE arhitectura a influențat această evoluție.

monoliticos vs heterogeni

Înțelegerea procesoarelor monolitice

Din punct de vedere istoric, procesoarele aveau un singur nucleu, iar primul procesor multi-core pentru consumatori a fost Intel Core2Duo, introdus în 2011, cu doar două nuclee. Astăzi, avem procesoare cu până la 16 nuclee sau mai multe pentru diverse aplicații. Termenul „monolitic” se referă la designul acestor procesoare, în care toate nucleele au aceeași arhitectură și dimensiune în cadrul DIE al procesorului, nu neapărat dimensiunea sau puterea lor fizică.

ARM's big.LITTLE Arhitectură

ARM, o companie cunoscută pentru proiectarea nucleelor ​​utilizate în procesoarele smartphone-urilor, s-a confruntat cu o provocare. Au vrut să mărească numărul de nuclee fără a afecta în mod semnificativ durata de viață a bateriei. Soluția lor a fost arhitectura big.LITTLE, un design de procesor hibrid care combină nuclee de înaltă eficiență cu nuclee de înaltă performanță. Miezurile de eficiență se ocupă de sarcini mai ușoare, cum ar fi navigarea, în timp ce miezurile de performanță sunt utilizate pentru activități solicitante, cum ar fi jocurile sau editarea video.

Adoptarea de către Intel a nucleelor ​​eterogene

Intel a adoptat o abordare similară, angajând pe Jim Keller, o persoană cheie din spate AMDArhitectura Ryzen a lui. Procesoarele eterogene Intel au două tipuri de nuclee:

  • E-Cores: nuclee de înaltă eficiență care rămân active în timpul sarcinilor de lucru ușoare și oferă avantaje de economisire a energiei. Ele oferă suport pentru P-Coes atunci când este necesar.
  • P-Coes: nuclee de înaltă performanță care se activează în timpul sarcinilor de lucru grele, cum ar fi jocurile sau crearea de conținut, oferind o putere de procesare robustă.

Tranziția AMD cu arhitectura Zen

Deși AMD nu a lansat încă procesoare eterogene, acestea au început să facă tranziția cu arhitectura lor Zen. Au realizat acest lucru prin împărțirea nucleelor ​​în DIE-uri separate și conectându-le cu un cip de control. Componentele cheie ale acestei arhitecturi includ:

  • CCX: Un bloc care cuprinde patru nuclee, cu două unități CCX în fiecare DIE.
  • CCD: Fiecare DIE este format din două unități CCX, cu cache L3 partajată.
  • I/O DIE: Gestionează comunicarea între CCD-uri, CCX-uri și alte componente ale sistemului, asigurând o distribuție uniformă a sarcinii.

Pe scurt, trecerea de la procesoarele monolitice la cele eterogene reprezintă o evoluție semnificativă în Procesor proiecta. Atât Intel, cât și AMD explorează aceste arhitecturi inovatoare pentru a îmbunătăți performanța, eficiența energetică și capabilitățile multitasking, răspunzând cerințelor tot mai mari ale computerului modern.