Эпоха многоядерных процессоров

С каждым годом ЦП вынужден работать всё быстрее и быстрее, потому, что постоянно растут наши требования к нему. Мало того, он должен выполнять несколько задач одновременно: как правило, нам хочется путешествовать по сети Интернет, скачивать при этом из Всемирной паутины любимую мелодию в формате MP3, а то и видеофильм, да ещё и проверять поступающую электронную почту на наличие вирусов. Даже Гай Юлий Цезарь, известный своей способностью одновременно делать сразу несколько дел, и тот не справился бы с такой нагрузкой.

Чтобы наделить компьютерные системы новыми способностями, была предложена идеология перехода к следующему этапу эволюционного развития цифровых полупроводниковых устройств – к многоядерной архитектуре процессоров. Смысл этой идеи заключается в том, что в один корпус процессора встраивается не один, а сразу два (или более) процессора (ядра), которые могут одновременно обрабатывать сразу несколько потоков информации. Операционная система воспринимает каждое ядро, как отдельный процессор.

В случае появления любой инновации первые вопросы, первые вопросы, которыми задаются пользователи, всегда одинаковые. Что данная инновация сулит лично мне? Смогу ли я делать с её помощью то, чего не мог делать раньше?

Некоторые программы, оптимизированные для параллельного исполнения вычислительных потоков, уже сегодня показывают повышенную производительность при использовании многоядерной технологии (программы обработки мультимедиаинформации, программы автоматизированного проектирования).

Что касается простого пользователя, то многоядерность может быть полезна при одновременной работе с несколькими программами, использующими большое количество вычислительных ресурсов. Например, можно во время антивирусной проверки работать в текстовом редакторе. Можно производить обработку видеофильма и одновременно с этим рисовать. Можно также редактировать фотографии при одновременной записи телепередачи и т.д. Многозадачных сценариев использования многоядерных платформ существует великое множество.

Многоядерные процессоры отражают тенденцию последних лет: производительность компьютеров постоянно повышается и вместе с тем уменьшается потребляемая мощность.

Чтобы можно было использовать эффективно многоядерную архитектуру процессора, необходимо наличие соответствующего программного обеспечения. То есть, программы должны уметь работать с параллельными вычислениями. Если же на новые многоядерные процессоры устанавливать старые программы, то они работать быстрее не будут.

Переход от одноядерных процессоров к многоядерным – это современная тенденция в развитии процессоров. Многоядерный процессор как бы включает в себя не один, а несколько процессоров. Причина перехода к многоядерности также заключается в том, что на протяжении всей истории развития процессоров одним из самых эффективных способов увеличения производительности являлось наращивание тактовой частоты. В тоже время увеличение тактовой частоты приводит к нелинейному росту потребляемой процессором мощности. Соответственно, энергопотребление процессоров сегодня уже достигло той критической отметки, когда дальнейшее увеличение тактовой частоты невозможно, поскольку процессоры просто нечем будет охлаждать. А это означает, что возникла необходимость в поиске кардинально иных способов увеличения производительности, и один из них – переход от одноядерных процессоров к двухядерным и многоядерным.