Viacjadrovým procesorom patrí budúcnosť

Rýchlosť počítačov narastá nezastaviteľným tempom. Kým ešte pred pár rokmi bolo dôležité akú pracovnú frekvenciu procesor ponúka, v súčasnosti hrá rovnakú úlohu i počet jadier. Nezáleží na tom, či sedíte za notebookom, stolovým počítačom alebo obsluhujete

S-bajt je prílohový časopis denníka SME venovaný technológiám, počítačom a mobilom. Ďalšie číslo sa v novinových stánkoch objaví 5. júna 2007

server. Čím viac jadier, tým plynulejší beh aplikácií a vyšší výkon môžete očakávať.

Malá revolúcia v segmente osobných počítačov nastala pred piatimi rokmi, keď Intel priniesol na trh technológiu HyperThreading. I keď bol procesor vybavený jediným jadrom, navonok vystupoval vďaka zdvojeniu niektorých častí tak, ako by šlo o procesory dva. Nárast výkonu začínal na hranici 5 percent a trvalo nejaký čas, kým túto výhodu dokázali využiť vývojári softvérov pre 15 až 30 percentný zisk. Čo však bolo citeľné okamžite je znásobenie rýchlosti odozvy. I keď niektorá z náročnejších úloh prevzala veľkú časť strojového času, ostatné aplikácie bežali bez znateľného oneskorenia ďalej.

Viac jadier na jednom čipe
Aby bolo možné rozvinúť výkonový potenciál naplno, výrobcovia procesorov sa rozhodli ponúknuť efektívnejšie riešenie – dvojicu plnohodnotných jadier osadených na jednom čipe. S použitím nových čipových sád a existujúcej podpory operačných systémov sa podarilo bez citeľnej zmeny v cenách počítačov ponúknuť výkon, ktorý bol pre predchádzajúcu technológiu nedostupný. Takéto riešenie so sebou prináša nesporné výhody. Čím vyššia je integrácia na strane jadier, tým rýchlejšie môžu tiecť dáta tam, kde sa spracovávajú.

Po dvoch jadrách prišli na trh štvorjadrové procesory a v dohľadnej dobe možno očakávať, že sa ich počet opäť zdvojnásobí. Analytici však očakávajú, že znásobovanie počtu jadier sa pri tejto hranici zastaví – nie je to ako s bunkami ktoré sa nekontrolovane množia. Všetko je podriadené fyzike a ekonomike.

Softvér vyžaduje úpravy
Aby bolo možné viacjadrové systémy využiť skutočne naplno, dôležité je aby záťaž na jednotlivé jadrá rozdeľoval nielen operačný systém, ale aj to, aby boli aplikácie navrhnuté tak, aby tento potenciál dokázali využiť. Preto výrobcovia procesorov úzko spolupracujú s vývojármi hier a počítačových softvérov. Angažujú sa i na akademickej pôde, pretože silné softvérové zázemie je základným predpokladom pre podporu multijadrových platforiem.

Softvér musí byť navrhnutý tak, aby dokázal v jedinom momente spracovávať súbežne niekoľko menších úloh. Každá z nich bude pridelená na spracovanie inému jadru, takže výkon aplikácie rastie. Bez takejto architektúry znásobenie jadier mnoho osohu neprináša.

Multijadrové procesory odďaľujú pokrok
Jedným z dôvodov nástupu viacjadrových procesorov na trh je, že ide o najlacnejšiu alternatívu ktorou je možné vyriešiť dopyt po narastajúcom výkone. Pri „megahertzovom“ súboji rivalské firmy AMD a Intel vybičovali používané technológie natoľko, že sa priblížili k akceptovateľným hraniciam. Spotreby procesorov enormne stúpli, zvýšili sa požiadavky na ich chladenie a bez podstatnejšej zmeny v technológii výroby nebolo cesty vpred. Nový postoj k riešeniu problému umožnil zachovať ceny na akceptovateľnej úrovni. Súbežne sme však získali bonus navyše – vyššiu energetickú efektívnosť.

foto - intel

Každá platforma má svoje špecifiká
I keď sa s multijadrovými procesormi môžeme stretnúť v notebookoch, stolových počítačoch i serveroch, každá z týchto platforiem pristupuje ku kľúčovým vlastnostiam procesorov odlišne. To preto, že optimalizácie prebehli tak, aby bolo možné ponúknuť doplnkové kľúčové vlastnosti.

Pri notebookovej platforme je prvoradou energetická efektívnosť. Procesory sú navrhnuté tak, aby pracovali čo najpomalšie a svoj výkon postupne zvyšovali podľa toho, ako si to želá používateľ alebo ako nariadi operačný systém s bežiacimi aplikáciami. Svoj beh začínajú s jediným zapnutým jadrom bežiacim na najnižšej frekvencii a postupne rýchlosť akcelerujú zvyšovaním frekvencie a zapínaním ďalších jadier. Mobilné procesory sa snažia minimalizovať prenosy z RAM na minimum – preto majú cache optimalizovanú nie na priepustnosť, ale na efektívnosť.

Ťažiskom stolovej platformy sú hry a multimédiá. Aby boli viacjadrové procesory úspešné, je dôležité aby sa dokázali prehrýzť ohromnými objemami dát – optimalizované sú na priepustnosť. Na scénu prichádza čoraz intenzívnejšie video v HD rozlíšení, zvyšuje sa kvalita digitálnych audionahrávok a míľovými krokmi uháňajú vpred herné tituly. Tie sa snažia využiť výpočtový potenciál procesorov rovnako intenzívne, ako dokážu na doraz využiť grafický čip akcelerátora.

Pri serveroch je dôležitý nielen výkon, ale rozhodujú aj ďalšie dva faktory. Prvým je „neomylnosť“ pri spracovávaní dát. Pracuje sa teda so zbernicami, ktoré sú vybavené mechanizmami kontroly konzistencie dát a korekciou chýb. Bezpečnostné technológie dokážu oddeliť spracovanie dát od iných úloh tak, aby bola zaručená ich diskrétnosť. Druhým z faktorov je pomer príkonu a výkonu. Vo veľkých dátových centrách rozhoduje i tá najmenšia energetická úspora – premietne sa nielen pri napájaní serverov, ale i pri požiadavkách na vzduchotechniku zabezpečujúcu ich chladenie a nákladoch na zabezpečenie zálohovaného napájania.

4x4? Áno i v počítačoch
S nástupom multijadrových procesorov však nezanikla možnosť využiť viacero procesorov v jednom systéme. Pri grafických staniciach a serveroch je možné naďalej znásobovať výpočtový výkon tak, že základná doska obslúži niekoľko procesorov súčasne. Mália sa vám 4 jadrá? 4x4 problém vyrieši.

Na dvere klope nový koncept
Je zrejmé, že počítačové čipy sa budú čoraz užšie špecializovať na konkrétne úlohy, aby bolo možné dosiahnuť maximálnu optimalizáciu. Tak ako sa v súčasnosti o prácu s grafikou stará samostatný čip, v budúcnosti bude procesor extrémne rýchlou zbernicou komunikovať so špecializovanými, na mieru ušitými procesormi, ktoré budú obsluhovať konkrétne druhy výpočtov – či už prácu s grafikou, fyzikou, s vedeckými výpočtami či šifrovaním.

Najčítanejšie na SME Tech


Hlavné správy zo Sme.sk

KOMENTÁRE

Odstrihnime sa od koreňov nenávisti (píše Michal Havran)

Pri výročí reformácie dokázali francúzski protestanti odsúdiť Lutherov antisemitizmus. A čo Slováci?

KOMENTÁRE

Púť do Compostely nám pripomína stratené ideály

Všetci pocestní sa v jednu chvíľu stretli, aby sa stručne pozdravili „buen camino“, a aby sa hneď potom aj rozišli.

Neprehliadnite tiež

Astronautka z NASA: Vieme, že sa niečo pokazí

Astronautka Dorothy Metcalf-Lindenburgerová hovorí, ako vyzerá tréning v NASA a ako sa astronauti pripravujú na zlyhania.

Rozšírená realita je zábavná aj užitočná. Skúste tieto aplikácie pre iPhone a iPad

Nová aktualizácia iOS 11 pre mobilné zariadenia od Apple priniesla aj ARKit. V ponuke sú prvé aplikácie a je s nimi zábava.

TECH_FM

Kontroverzný objav naznačuje, že praľudia sa mohli vyvinúť v Európe

Stopy dávneho tvora mätú vedcov. Odborníci sa sporia, komu patrili.

Strašia vás baktérie na mobile? Vymysleli "umývačku"

Nová nabíjačka dezinfikuje mobily, používa na to ultrafialové žiarenie.

Inzercia - Tlačové správy


  1. Kedy sa refinancovanie oplatí?
  2. Rastie nám pokrivená generácia?
  3. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  4. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  5. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  6. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj?
  7. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba
  8. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky
  9. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať
  10. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci
  1. Detské zúbky sú veda
  2. Štartujú jesenné módne dni v Poluse
  3. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  4. Rastie nám pokrivená generácia?
  5. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  6. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  7. AAA AUTO za päť rokov predalo 320 tisíc vozidiel
  8. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba
  9. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj?
  10. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky
  1. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj? 21 983
  2. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku 11 866
  3. Rastie nám pokrivená generácia? 9 784
  4. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať 2 628
  5. Intímna hygiena – celoročná záležitosť 2 320
  6. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba 2 153
  7. Kedy sa refinancovanie oplatí? 1 550
  8. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci 1 380
  9. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji 1 379
  10. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky 1 125