معالجات متعددة النواة وخيوط

“معالج دقيق تتكون من نواة رباعية (تُعرف باسم رباعي النواة) وتتضمن أربعة خيوط تنفيذ”; هذه ميزة اعتدنا على قراءتها بشكل متزايد في مواصفات أجهزة الكمبيوتر ذات الشرائح. هندسة معمارية x86-64 ، بينما في الهواتف المحمولة والأجهزة الأخرى التي تحتوي على شرائح معمارية ARM ، فقد اعتدنا بالفعل على النظر إلى عدد النوى الموجودة لديهم.

لكن ماذا تعني هذه البيانات بالضبط؟ يمكن أن يحتوي أي معالج دقيق على العديد من نوى المعالجة ، وهو ما يشبه تغليف العديد من وحدات المعالجة المركزية معًا في حزمة واحدة

تعمل "الحزمة" المذكورة كميكرو واحد ، ولكن لديها القدرة على تخصيص كل من النوى لها حسابات مستقلة يتم إجراؤها بالتوازي ، إما لتطبيقات وأغراض مختلفة أو من أجل نفس الشيء برنامج.

في هذا الصدد ، يجب أن تكون أنظمة التشغيل والتطبيقات جاهزة للاستفادة والاستفادة القصوى من هذه الميزات.

منذ ذلك الحين دائمًا ، في انضباط التابع الحوسبة، كانت هناك حاجة لإجراء العمليات الحسابية بالتوازي. لهذا ، بدأت الخوادم في تضمين العديد من الرقائق الدقيقة وولد أيضًا فرع الحوسبة المتوازية ، والذي استغل هذه الميزة.

أنظمة تشغيل سطح المكتب متعددة المهام التي بدأت تعمل على رقائق ميكروية أحادية الشريحة نواة واحدة أفسحت المجال للحاجة إلى تغليف نوى متعددة في معالج واحد لتقديم مهام متعددة حقيقة

في البداية ، تمت محاكاة تعدد المهام عن طريق التبديل السريع بين المهام ، ولكن في النهاية ، كان هذا التغيير أكثر من ملحوظًا وانتهى به الأمر إلى إضعاف أداء أجهزة الكمبيوتر.

لذلك ، عملت العديد من الشركات ، وخاصة Intel ، على جعل بنية متعددة النواة ميسورة التكلفة على مستوى حوسبة سطح المكتب.

ومع ذلك ، في الحوسبة المتطورة ، كانت هذه الرقائق متعددة النواة متاحة منذ فترة طويلة ، منذ الثمانينيات. بالطبع نحن نتحدث عن أجهزة الكمبيوتر العملاقة وخوادم الشركات الكبيرة.

في عام 2006 ، أطلقت إنتل أول شرائح ثنائية النواة ، وهي Core Duo

من هنا ، انتشر تطوير الرقائق متعددة النواة على نطاق واسع بين أجهزة الكمبيوتر المكتبية ، وليس فقط في إبداعات Intel ، ولكن أيضًا في ابتكارات منافسيها مثل AMD.

بعد حوالي أربع سنوات ، نموذج من الهندسة المعمارية متعددة النواة إلى عالم رقائق ARM ، مع أمثلة مثل NVIDIA Tegra 2 المثبتة على Motorola ATRIX ، التي أدت إلى ظهور جيل جديد من المحطات الطرفية المعدة للعمل كنظم كمبيوتر طاولة مكتب.

يمكن الآن لرقائق ARM القيام بامتداد مهارة إلى شرائح x86-64 في تطبيقات الحوسبة عالية الأداء وسطح المكتب.

ولكن هناك مفهوم آخر مرتبط بالمعالجة المتعددة ، وهو مسلك (حرفيا ، "الخيط" أو "الخط") ، ويتكون ذلك من عدد المهام التي يمكن أن تتداخل في كل مركز من النوى

وهكذا أ المعالج ثنائي النواةثنائي النواة) مع اثنين الخيوط من التنفيذ ، يمكن أن يعتني بمهمتين في وقت واحد ، واحدة في كل من النوى ، بينما أ رباعي النواة مع ثمانية الخيوط هذا يعني أنه ، لكل نواة ، يمكن التناوب ما يصل إلى عمليتين مختلفتين.

يتم تنفيذ هذا التناوب عن طريق استبدال الشفرة والبيانات من إحدى العمليات بواسطة رمز وبيانات أخرى ، بسرعة غير عادية ، بحيث يكون والنتيجة هي أنه يبدو أن هناك تعدد مهام حقيقي داخل نفس النواة ، على الرغم من أن هذا ليس سوى تقدير.

الصور: فوتوليا - بيتر سيز / أبسينت 84

موضوعات في المعالجات والخيوط متعددة النواة