Son aylarda “heterojen çekirdekler” terimiyle şu bağlamda karşılaşmış olabilirsiniz: Intel işlemciler. Ancak bunun ne anlama geldiğini ve geleneksel monolitik işlemci tasarımlarından nasıl farklı olduğunu anlamak biraz zor olabilir. Bu makale, kavramı basitleştirmeyi ve monolitik işlemcilerden heterojen işlemcilere geçişi açıklamayı amaçlamaktadır. ARMbig.LITTLE mimarisi bu evrimi etkiledi.
Monolitik İşlemcileri Anlamak
Geçmişte işlemciler tek çekirdekliydi ve tüketicilere yönelik ilk çok çekirdekli işlemci, 2'de piyasaya sürülen ve yalnızca iki çekirdekli Intel Core2011Duo'ydu. Bugün çeşitli uygulamalar için 16 veya daha fazla çekirdeğe sahip işlemcilerimiz var. "Monolitik" terimi, tüm çekirdeklerin işlemcinin DIE'sinde aynı mimariye ve boyuta sahip olduğu, fiziksel boyutları veya güçlerinin zorunlu olmadığı bu işlemcilerin tasarımını ifade eder.
ARM'ın büyük.LITTLE Mimarisi
Akıllı telefon işlemcilerinde kullanılan çekirdekleri tasarlamasıyla tanınan ARM, bir zorlukla karşı karşıya kaldı. Pil ömrünü önemli ölçüde etkilemeden çekirdek sayısını artırmak istediler. Çözümleri, yüksek verimli çekirdekleri yüksek performanslı çekirdeklerle birleştiren hibrit bir işlemci tasarımı olan big.LITTLE mimarisiydi. Verimlilik çekirdekleri gezinme gibi daha hafif görevleri yerine getirirken, performans çekirdekleri oyun veya video düzenleme gibi zorlu faaliyetler için devreye giriyor.
Intel'in Heterojen Çekirdekleri Benimsemesi
Intel de benzer bir yaklaşımı benimseyerek bu yaklaşımın arkasındaki önemli isimlerden Jim Keller'ı işe aldı. AMDRyzen mimarisi. Intel'in heterojen işlemcileri iki tür çekirdek içerir:
- E-Çekirdekler: Hafif iş yükleri sırasında aktif kalan ve güç tasarrufu avantajları sunan yüksek verimli çekirdekler. Gerektiğinde P-Cores'a destek sağlarlar.
- P-Çekirdekleri: Oyun oynama veya içerik oluşturma gibi ağır iş yükleri sırasında etkinleşen ve güçlü işlem gücü sağlayan yüksek performanslı çekirdekler.
AMD'nin Zen Mimarisine Geçişi
AMD henüz heterojen işlemcileri piyasaya sürmese de Zen mimarileriyle geçiş yapmaya başladılar. Bunu, çekirdekleri ayrı DIE'lere bölerek ve bunları bir kontrol çipine bağlayarak başardılar. Bu mimarinin temel bileşenleri şunları içerir:
- CCX: Her bir DIE'de iki CCX ünitesi bulunan dört çekirdekten oluşan bir blok.
- CCD: Her DIE, paylaşılan L3 önbelleğe sahip iki CCX ünitesinden oluşur.
- I/O DIE: CCD'ler, CCX'ler ve diğer sistem bileşenleri arasındaki iletişimi yöneterek eşit yük dağılımı sağlar.
Özetle, monolitik işlemcilerden heterojen işlemcilere geçiş, işlemci tasarım. Hem Intel hem de AMD, performansı, güç verimliliğini ve çoklu görev yeteneklerini geliştirmek ve modern bilgi işlemin artan taleplerini karşılamak için bu yenilikçi mimarileri araştırıyor.