Dual core

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Una CPU dual core (cioè con due "nuclei" e tradotti in italiano doppio nucleo) unisce due processori indipendenti, le rispettive Cache e i cache controller in un singolo package. Questo tipo di architettura consente di aumentare la potenza di calcolo senza aumentare la frequenza di lavoro, a tutto vantaggio del calore dissipato.

I primi processori dual core sono stati gli IBM PowerPC nel 2003 ma il concetto ha assunto risonanza mondiale solo nel 2005, anno in cui i due maggiori produttori di CPU al mondo, vale a dire Intel e AMD hanno presentato e messo in commercio i primi esemplari di una nuova generazione di microprocessori, basati sui rispettivi prodotti esistenti, e contenenti 2 core appunto.

In pratica, si è giunti ad un momento in cui aumentare ulteriormente la frequenza di clock di una CPU (che fino a questo momento sono state single core) è diventato molto oneroso e complicato, per via dei consumi che hanno superato abbondantemente i 100 W e il conseguente problema di raffreddamento dei circuiti. La soluzione che è sembrata più ovvia ai progettisti è stata quella di puntare tutto sul parallelismo in modo da poter aumentare il numero di operazioni eseguibili in un unico ciclo di clock. Purtroppo questo approccio comporta anche alcuni svantaggi, in quanto i programmi devono essere ottimizzati per un utilizzo multi-thread per poter sfruttare appieno le caratteristiche di questi processori, in caso contrario essi impegneranno solo uno dei due core, lasciando l'altro pressoché inutilizzato, può addirittura verificarsi che un programma applicativo risulti di più lenta esecuzione, sono veramente pochi i software già pronti per queste nuove architetture. Una volta completato l'aggiornamento di tutti i programmi verso la nuova filosofia, tutto dovrebbe (il condizionale è d'obbligo) risultare più semplice, anche quando nel 2007 arriveranno i primi esemplari di processori quad core, ovvero formati da 4 core. Diversi analisti infatti, prevedono che se il software pensato per un utilizzo parallelo in ambito dual core viene realizzato in maniera oculata, tenendo conto non del funzionamento su un sistema dual core, ma su un sistema a più core, non richiederebbe poi grosse modifiche per essere utilizzato su un dual core o su un quad core. Secondo altri invece, gli sforzi necessari per realizzare software multi processore che funzioni in maniera ottimale saturando tutti i core e non occupandoli in modo disomogeneo saranno esagerati in relazione con i reali vantaggi, soprattutto di impatto di costi. Su una materia così nuova in ambito desktop, non si può fare altro che attendere maggiori dettagli.

Non è ancora chiaro comunque se in futuro questi core continueranno a rimanere "omogenei" o verranno presentate architetture con core "eterogenei" dove cioè ci saranno più core dedicati a vari ambiti di calcolo (decodifica video, audio, calcolo matematico, ecc.).

I primi processori dual core commerciali sono sostanzialmente 2 core della precedente generazione di processori delle 2 case, montati, come detto prima, su un unico package. Esistono tuttavia differenti approcci attraverso i quali si possono realizzare chip dual core e per approfondimenti si rimanda alle seguenti voci di approfondimento:

Dual core (tecniche di realizzazione) per i dettagli sulla realizzazione fisica di queste CPU.
Dual core (gestione della cache) per considerazioni sulla fruizione della cache da parte di ciascun core.

[modifica] Dual core di Intel

Intel è accesa sostenitrice del passaggio ai processori dual core, tanto è vero che già al momento del lancio dei primi processori della nuova generazione dedicati al settore desktop, vale a dire gli Intel Pentium D (basati sul progetto Smithfield), ha mantenuto i prezzi relativamente bassi (rispetto alla concorrente AMD) simili alle contro parti single core Pentium 4 basate sul core Prescott, questo anche poiché le frequenze dei suddetti processori sarebbero state impari rispetto a quelle dei rispettivi processori AMD e quindi la società ha deciso di utilizzare una tattica aggressiva di ingresso del mercato dei processori dual core. I primi Pentium D sono formati appunto da 2 core Prescott montati sullo stesso package; successivamente arriveranno anche quelli basati su core Presler che sarà la prossima generazione di processore Pentium D (In cui sono sempre presenti due core uguali affiancati, anche se non sullo stesso package per poter così aumentare le rese produttive), con processo produttivo a 65 nm, e Conroe presumibilmente per Luglio 2006.

Intel ha intenzione inoltre di estendere l'utilizzo di questa tecnologia a tutti i segmenti di mercato, inclusi quello mobile, di cui il primo esponente sarà Yonah e successivamente Merom, entrambi evoluzioni del Pentium M, e ovviamente al settore server. In questa categoria i primi dual core saranno Montecito evoluzione dell'attuale processore a 64 bit Itanium 2 con cache L3 che raggiungerà in alcune versioni i 24 MB di capacità, mentre per i server di fascia bassa basati sul processore Xeon vedranno la luce Dempsey (formato da due core Irwindale), e Paxville, nomi in codice di queste CPU, costruite con processo produttivo a 65 nm e destinate, rispettivamente, a sistemi workstation e server a 2 e 4 processori. Ultimo progetto conosciuto è Woodcrest, per sistemi server di fascia entry level dotati di due socket.

È interessante inoltre confrontare le dimensioni del die del processore Smithfield, con quelle di Yonah, Smithfield è costruito con processo a 90 nm e ha superficie del die molto elevata, mentre Yonah verrà lanciato nel corso del 2006 con processo a 65 nm.

Intel sta lavorando ad un totale di ben 17 differenti progetti di processori Dual Core, a diversi livelli di sviluppo e prevede che nel 2006 le vendite di tali soluzioni ammonteranno a ben 60 milioni di esemplari.

[modifica] Dual core di AMD

I primi processori dual core di AMD sono stati gli Opteron nel mese di aprile 2005 seguiti poi dagli Athlon 64 X2 alla fine di maggio ed infine la versione FX con l'ultimo prodotto FX60 con frequenza di lavoro 2.6ghz. La particolarità degli Athlon X2, a confronto con i Pentium D, è che il core è formato sostanzialmente da due Athlon 64 che funzionano alla stessa frequenza dei corrispondenti modelli single core ed anche il consumo medio è pressoché inalterato. Questo non comporta quindi un calo di prestazioni in caso di utilizzo con programmi single thread non ottimizzati per i dual core come accade invece nei confronti Pentium 4 - Pentium D.

[modifica] Dual core di altre case

Oltre al già citato PowerPC sviluppato da IBM ed inserito anche in alcune versioni dei computer iMac della Apple è da evidenziare anche l'ultimo in ordine di tempo, il Cell sviluppato congiuntamente da IBM, Sony e Toshiba anche se ad onor del vero questo non è un vero e proprio processore dual core ma una CPU multi core con core eterogenei. Altri processori Dual Core sono i Sun Microsystems UltraSPARC IV/IV+, processori SPARC per server SMP rilasciati durante il 2004/2005 e, restando in ambito Server ad alte prestazioni, i processori POWER4 (2003) e POWER5 (2004) della serie POWER della IBM che garantiscono anche il Multithreading.