マルチコアプロセッサ:動作原理

マルチコアプロセッサ:動作原理


最新のマルチコアプロセッサでは、シリコン結晶は2つ以上の計算核を含む。この場合、各コアは2つ以上のスレッドの計算をサポートすることができます。マルチコアプロセッサを使用すると、マルチスレッドをサポートするオペレーティングシステムやアプリケーションの動作を高速化できます。



マルチコアプロセッサ:動作原理


マルチコアプロセッサは2つ以上のコアを含む中央プロセッサー。このようなコアは、1つの筐体内または1つのプロセッサチップ上に配置できます。

マルチコアプロセッサとは何ですか?

ほとんどの場合、マルチコアプロセッサ複数のコアが1つのチップに統合されている(つまり、同じシリコンチップ上に配置されている)CPUを理解しています。通常、マルチコアプロセッサのクロック速度は意図的に過小評価されています。これは、必要なプロセッサ性能を維持しながら、消費電力を削減するために行われます。各コアは同時に、マルチレベルキャッシュを使用し、余分なコード実行とベクトルコマンドをサポートする、すべての最新プロセッサーの機能を特徴とする本格的なマイクロプロセッサーです。

ハイパースレッディング

マルチコアプロセッサのカーネルは、複数のフロー計算を実行し、各コアに基づいていくつかの論理プロセッサを作成することを可能にするSMTテクノロジをサポートします。 Intelが製造しているプロセッサでは、このテクノロジは「ハイパースレッディング」と呼ばれています。これにより、論理チップの数を物理チップの数に比べて2倍にすることができます。この技術をサポートするマイクロプロセッサでは、各物理プロセッサは2つのスレッドの状態を同時に維持することができます。オペレーティングシステムの場合、2つの論理プロセッサがあるように見えます。一方の作業で一時停止が発生した場合(たとえば、メモリからデータを受信するのを待つ場合)、別の論理プロセッサは自身のストリームの実行を開始します。

マルチコアプロセッサの種類

マルチコアプロセッサは、いくつかの種類。共有キャッシュメモリの使用をサポートすることができ、サポートしていない可能性があります。コア間の接続は、共有バス、ポイントツーポイントチャネル上のネットワーク、スイッチを使用するネットワーク、または共有キャッシュを使用する原則によって実現されます。

操作の原理

最新のマルチコアプロセッサ以下のスキームに従って動作する。実行中のアプリケーションがマルチスレッドをサポートしている場合、同時にプロセッサが複数のタスクを実行する可能性があります。たとえば、コンピュータが1.8 GHzのクロック速度を持つ4コアプロセッサを使用する場合、プログラムは4コアすべてを一度に「ロード」することができ、合計プロセッサ周波数は7.2 GHzになります。一度に複数のプログラムが実行されている場合は、それぞれのプロセッサコアを使用してコンピュータのパフォーマンスを向上させることができます。多くのオペレーティングシステムはマルチスレッドをサポートしているため、マルチコアプロセッサを使用すると、マルチスレッドをサポートしていないアプリケーションの場合でも、コンピュータの速度を向上させることができます。 1つのアプリケーションのみを検討する場合、マルチコアプロセッサの使用は、このアプリケーションがマルチスレッド化に最適化されている場合にのみ有効です。そうしないと、マルチコアプロセッサの速度は通常のプロセッサの速度と変わらず、時にはさらに遅くなります。