Преимущества многоядерной структуры процессора

За последнее десятилетие удельная производительность процессоров в пересчете на число транзисторов упала на один-два порядка. Дальнейшее развитие полупроводниковых технологий в соответствии с законом Мура не может компенсировать неэффективность современных процессоров. Диспропорцию между числом транзисторов на кристалле и удельной производительностью, которая выражена в скорости выполнения, отнесенной к площади, иногда называют "дефицитом Мура" (Moore Gap). Показатели быстродействия процессоров (в частности, частоты) достигли практически граничных показателей, плотность энергии увеличивается пропорционально уменьшению размеров транзисторов, и, соответственно, увеличиваются проблемы с отводом тепла.

Нетрудно прийти к выводу, что если нельзя использовать возможности закона Мура на одном ядре из-за исключительной сложности такого ядра, то следует пойти по пути увеличения числа ядер.

Под ядром понимается весь объем аппаратуры, необходимый для выполнения одной программы (или потока - в терминах объектов операционной системы). Таким образом, ядро это эквивалент того, что ранее называлось процессором, а под процессором подразумевается не что иное как одна микросхема. Процессор в таком случае рассматривается только как конструктивный компонент компьютера. Процессоры могут быть как одноядерными, так и многоядерными. Количество ядер в оном процессоре определяется многими факторами, в том числе и требуемой производительностью компьютера.

Однако реализовать в одном процессоре n ядер и получить в n раз большую производительность компьютера не реально. Все значительно сложнее — результат будет зависеть от используемого приложения и его оптимизации к многоядерному процессору. Чтобы приложение могло одновременно задействовать несколько процессорных ядер, оно должно хорошо распараллеливаться. Если же программа написана таким образом, что подразумевает только последовательное выполнение команд, от многоядерности проку не будет.