Under de senaste månaderna kan du ha stött på termen "heterogena kärnor" i samband med Intel processorer. Men att förstå vad detta betyder och hur det skiljer sig från traditionella monolitiska processordesigner kan vara lite utmanande. Denna artikel syftar till att förenkla konceptet och förklara övergången från monolitiska till heterogena processorer, inklusive hur ARMs big.LITTLE arkitektur påverkade denna utveckling.
Förstå monolitiska processorer
Historiskt sett hade processorer en enda kärna, och den första flerkärniga processorn för konsumenter var Intel Core2Duo, som introducerades 2011, med bara två kärnor. Idag har vi processorer med upp till 16 kärnor eller fler för olika applikationer. Termen "monolitisk" syftar på designen av dessa processorer, där alla kärnor har samma arkitektur och storlek inom processorns DIE, inte nödvändigtvis deras fysiska storlek eller kraft.
ARM:s stora. LILLA arkitektur
ARM, ett företag känt för att designa kärnor som används i smartphone-processorer, stod inför en utmaning. De ville öka antalet kärnor utan att nämnvärt påverka batteritiden. Deras lösning var big.LITTLE-arkitekturen, en hybridprocessordesign som kombinerar högeffektiva kärnor med högpresterande kärnor. Effektivitetskärnor hanterar lättare uppgifter som att surfa, medan prestandakärnor startar för krävande aktiviteter som spel eller videoredigering.
Intels antagande av heterogena kärnor
Intel antog ett liknande tillvägagångssätt genom att anlita Jim Keller, en nyckelfigur bakom AMDs Ryzen-arkitektur. Intels heterogena processorer har två typer av kärnor:
- E-kärnor: Högeffektiva kärnor som förblir aktiva under lätta arbetsbelastningar och erbjuder energibesparande fördelar. De ger stöd till P-Cores vid behov.
- P-kärnor: Högpresterande kärnor som aktiveras under tunga arbetsbelastningar, såsom spel eller innehållsskapande, och levererar robust processorkraft.
AMD:s övergång med Zen-arkitektur
Även om AMD ännu inte har släppt heterogena processorer, har de börjat gå över med sin Zen-arkitektur. De uppnådde detta genom att dela upp kärnor i separata DIEs och koppla dem med ett kontrollchip. Nyckelkomponenter i denna arkitektur inkluderar:
- CCX: Ett block som består av fyra kärnor, med två CCX-enheter i varje DIE.
- CCD: Varje DIE består av två CCX-enheter, med delad L3-cache.
- I/O DIE: Hanterar kommunikation mellan CCD:er, CCX:er och andra systemkomponenter, vilket säkerställer jämn lastfördelning.
Sammanfattningsvis representerar skiftet från monolitiska till heterogena processorer en betydande utveckling i CPU design. Både Intel och AMD utforskar dessa innovativa arkitekturer för att förbättra prestanda, strömeffektivitet och multitasking-kapacitet, för att tillgodose de växande kraven från modern datoranvändning.