Multikernprocessor
Van Wikipedia
Een multikernprocessor is een processor waarbij op één chip meerdere processorkernen (Eng.: cores) zijn geïntegreerd.
Door het groeiende aantal processen dat op een gewone desktopcomputer draait, de vele dingen die mensen met hun computer doen terwijl ze met iets anders bezig zijn, de hoge prijs van echte multiprocessorsystemen en daarnaast de hoge effectiviteit van het werken met meerdere threads, is het tegenwoordig interessant om meerdere kernen op één processor te integreren. Bij een dubbelkernprocessor zitten er op één chip als het ware twee complete processors, die één enkele verbinding met het hoofdgeheugen delen — wat dan ook de flessenhals van multikernprocessoren is.
Inhoud[verbergen] |
[bewerk] Huidige situatie (2006)
[bewerk] IBM
IBM heeft met haar power-serverprocessoren sinds de introductie van de Power5 CPU in 2005 haar tweede generatie multikernprocessoren in haar productlijn. Deze RISC-processoren worden hoofdzakelijk gebruikt in servertoepassingen voor IBMs System p (AIX en Linux. Voorheen bekend als RS6000) en System i (i5/OS, AIX en Linux. Voorheen bekend als AS/400). Tegenwoordig maakt Microsofts Xbox 360 ook gebruik van drie IBM powerprocessoren.
Daarnaast kan de door IBM samen met Sony en Toshiba ontwikkelde cellprocessor ook aangemerkt worden als een multikernprocessor; deze heeft namelijk acht kernen. Opmerkelijk is overigens dat één van deze acht processoren een powerprocessor is. De cellprocessoren worden in het vierde kwartaal van 2006 uitgebracht en vinden hun toepassing in IBM BladeCenter-servers en Sony's Playstation 3.
[bewerk] AMD
AMD's nieuwste generatie processors was er al op ontwikkeld om ooit dual-core te worden, en nu heeft AMD met zijn Toledo ervoor gekozen om eerst de servermarkt in te stappen voordat ze de consumentenversies van hun dual-core processors lanceerden. Waarschijnlijk is deze zet bedoeld om Intel een stap voor te zijn in de markt waar de meeste winst te behalen valt, wat ook blijkt uit het feit dat de 8xx serie voor 8- en 4-way-servers het eerst uit komt, gevolgd door de 2xx serie voor twinprocessorsystemen en als laatste de 1xx serie, bedoeld voor singleprocessorsystemen. Nog iets later komen de desktopversies van deze chips uit.
De Desktop versie van de dual core processors van AMD was de AMD Athlon 64 X2 (dit omdat het eigenlijk gewoon twee aan elkaar geplakte athlon 64's zijn).
[bewerk] Intel
Intel is precies de andere kant op aan het werken: ze begonnen met de introductie van de Intel Pentium 4 Extreme-Edition 840 (Smithfield). Deze processor draait op 3,20 Gigahertz, 600 Megahertz lager dan het oude, single-core topmodel. Intel introduceerde al eerder een technologie waardoor (virtueel) 2 threads tegelijk op 1 fysieke core kunnen draaien: Hyper-Threading (HTT). Op op een dual-core processor met HTT zouden dan 4 threads tegelijk uitgevoerd worden.
In 2006 kwam Intel met zijn nieuwste generatie dualcore-processors: de Intel Core 2 Duo (C2D), welke gebaseerd was op de Conroe-kern.
[bewerk] Voordelen
Het plaatsen van meerdere kernen op een processor heeft als voordeel dat relatief veel snelheid gewonnen kan worden met een geringe investering; een computer met een dubbelkernprocessor is slechts een beetje trager dan een computer met twee losse processors, terwijl de dubbelkernprocessor geen speciale en vaak dure hardware zoals een moederbord met twee voetjes nodig heeft. Hoewel de aanschafprijs nu nog relatief hoog is door het productieproces (de twee cores worden tegelijk gemaakt: één kern kapot --> tweede kern ook weg), maar in de toekomst zullen ze goedkoper worden en omdat de moederborden met één processorvoet goedkoper zijn, zal er een aanzienlijke kostenbesparing mogelijk zijn.
Ook wordt gebruikers een gemakkelijke manier geboden om extra snelheid in hun systeem te krijgen, de gebruiker kan eenvoudig zijn oude processor vervangen door een nieuwe met meer kernen en daardoor de snelheid van zijn machine voor een zeer geringe investering flink doen toenemen.
[bewerk] Nadelen
Het grote nadeel van multikernprocessors is dat software veelal niet automatisch gebruik maakt van meerdere kernen; de software moet ofwel uit meerdere processen ofwel van multithreading gebruikmaken. Klassieke applicaties met slechts een enkele thread profiteren nauwelijks van multikernprocessors.
Het productieproces van de processors vereist dat beide processors lukken. Indien een processor defect is, is de andere ook niet meer bruikbaar. Vanuit fabrikageoogpunt zijn multikernprocessoren dan ook niet makkelijk hanteerbaar.
Ook betekent een verdubbeling van het aantal kernen vrijwel een verdubbeling van het energieverbruik van de processor. Dit levert warmteproblemen op en om dit te compenseren dient in veel gevallen de kloksnelheid van de processor verlaagd te worden. Applicaties die slechts één kern kunnen gebruiken zullen daarom trager werken dan in een enkelkernsysteem waar een hoger geklokte processor in zit.
[bewerk] Toekomst
De op dit moment (april 2006) verkrijgbare processors beschikken over één of twee kernen. In de toekomst zullen dubbelkernprocessors niet meer voldoen, en zullen ook in het x86-gebied multikernprocessors opduiken. Bij andere architecturen is dat al het geval: Sun's Niagaraprocessor heeft 8 kernen die elk 4 threads kunnen verwerken, waardoor er in totaal 32 threads tegelijk kunnen worden uitgevoerd. Hoewel dit momenteel voor de consument nog niet zo praktisch is, zijn er servers die hier gebruik van kunnen maken en zal ook gemultithreadde consumentensoftware langzamerhand de overhand krijgen.
[bewerk] Ook in kleinere uitvoering
Tegenwoordig is er ook een Microcontroller met meerdere kernen, en wel de Parallax Propeller, welke acht 32-bit processor kernen bezit.