הבית > תערוכה > תוכן

מעבד מרובה ליבות

Mar 14, 2019

מעבד מרובה ליבות הוא רכיב מחשוב יחיד עם שתי יחידות עיבוד עצמאיות או יותר הנקראות ליבות, אשר קוראות ומבצעות הוראות של תוכניות. ההוראות הן הוראות CPU רגילות (כגון הוספה, העברת נתונים וסניף), אך המעבד היחיד יכול להריץ מספר הוראות על ליבות נפרדות בו-זמנית, ולהגביר את המהירות הכוללת עבור תוכניות המקובלות למחשוב מקבילי. יצרנים בדרך כלל לשלב את הליבות על אחד מעגל משולב למות (המכונה מעבד שבב או CMP) או על גבי מספר מתים בחבילת שבב אחת. המיקרו-מעבדים המשמשים כיום כמעט בכל המחשבים האישיים הם מרובי ליבות.


מעבד מרובה ליבות מיישם עיבוד מרובה בחבילה פיזית אחת. המעצבים עשויים להכיל כמה ליבות במכשיר רב ליבות בחוזקה או ברפיון. לדוגמה, ליבות עשויות לשתף מטמון או לא, והן עשויות ליישם העברת הודעות או שיטות תקשורת בין-ליבה של זיכרון משותף. טופולוגיות רשת משותפות ליבות הקישוריות כוללות אוטובוס, טבעת, רשת דו-מימדית ומשקוף. מערכות רב-ליבות הומוגניות כוללות רק ליבות זהות; מערכות הטרוגניות מרובות ליבות יש גרעינים שאינם זהים (למשל big.LITTLE יש ליבות הטרוגניות אשר חולקים את ערכת ההוראה זהה, בעוד יחידות עיבוד מואץ AMD יש ליבות כי אפילו לא לשתף את ערכת ההוראה זהה). בדומה למערכות בעלות מעבד יחיד, ליבות במערכות מרובות ליבות עשויות ליישם ארכיטקטורות כגון VLIW, superscalar, וקטור או ריבוי הליכי משנה.


מעבדים מרובי ליבות נמצאים בשימוש נרחב על פני תחומים רבים של יישומים, כולל למטרות כלליות, מוטבע, רשת, עיבוד אותות דיגיטליים (DSP), וגרפיקה (GPU).


השיפור בביצועים שנרכשו על ידי שימוש במעבד מרובה ליבות תלוי במידה רבה באלגוריתמי התוכנה המשמשים וביישומם. בפרט, רווחים אפשריים מוגבלים על ידי חלק של התוכנה שיכולה לפעול במקביל בו זמנית על ליבות מרובות; אפקט זה מתואר על ידי חוק אמדאהל. במקרה הטוב, מה שמכונה בעיות מקבילות באופן מביך עשוי להבין גורמים המהירים ליד מספר הליבות, או אפילו יותר אם הבעיה מתפצלת מספיק כדי להתאים לכל מטמון של הליבה, תוך הימנעות משימוש בזיכרון מערכת ראשי הרבה יותר איטי . רוב היישומים, עם זאת, אינם מואצים כל כך הרבה, אלא אם כן מתכנתים להשקיע כמות אונסית של מאמץ מחדש factoring את כל הבעיה. ההקבלה של תוכנה היא נושא מתמשך של מחקר.