En los procesadores de múltiples núcleos modernos, dos o más núcleos de computación se encuentran en un solo cristal de silicio. Además, cada núcleo es capaz de soportar el cálculo de dos o más hilos. El uso de procesadores de múltiples núcleos puede acelerar el funcionamiento de los sistemas operativos y las aplicaciones que admiten múltiples subprocesos.
Los procesadores de múltiples núcleos son unidades de procesamiento central que contienen más de dos núcleos de procesamiento. Dichos núcleos se pueden ubicar tanto en un paquete como en un dado de procesador.
¿Qué es un procesador multinúcleo?
Muy a menudo, los procesadores multinúcleo se entienden como procesadores centrales en los que varios núcleos de computación están integrados en un microcircuito (es decir, están ubicados en un solo cristal de silicio).
Por lo general, la velocidad del reloj en los procesadores de varios núcleos se subestima deliberadamente. Esto se hace para reducir el consumo de energía mientras se mantiene el rendimiento requerido del procesador. Al mismo tiempo, cada núcleo es un microprocesador completo, que es característico de todos los procesadores modernos: utiliza un caché multinivel, admite la ejecución de código desordenado e instrucciones vectoriales.
Hyper-threading
Los núcleos de los procesadores de varios núcleos pueden admitir SMT, lo que permite ejecutar varios subprocesos de cálculo y varios procesadores lógicos basados en cada núcleo. En los procesadores fabricados por Intel, esta tecnología se denomina "Hyper-threading". Le permite duplicar la cantidad de procesadores lógicos en comparación con la cantidad de chips físicos. En los microprocesadores que admiten esta tecnología, cada procesador físico es capaz de mantener el estado de dos subprocesos simultáneamente. Para el sistema operativo, parecerá que hay dos procesadores lógicos. Si hay una pausa en el trabajo de uno de ellos (por ejemplo, está esperando que se reciban datos de la memoria), el otro procesador lógico comienza a ejecutar su propio hilo.
Tipos de procesadores multinúcleo
Los procesadores multinúcleo se clasifican en varios tipos. Pueden admitir o no el uso de caché compartida. La comunicación entre los núcleos se implementa mediante un bus compartido, una red punto a punto, una red con un conmutador o una caché compartida.
Principio de funcionamiento
La mayoría de los procesadores multinúcleo modernos funcionan de acuerdo con el siguiente esquema. Si la aplicación en ejecución admite subprocesos múltiples, puede obligar al procesador a ejecutar varias tareas al mismo tiempo. Por ejemplo, si la computadora usa un procesador de 4 núcleos con una velocidad de reloj de 1.8 GHz, el programa puede "cargar" los cuatro núcleos con trabajo a la vez, mientras que la frecuencia total del procesador será de 7.2 GHz. Si se ejecutan varios programas a la vez, cada uno de ellos puede usar parte de los núcleos del procesador, lo que también conduce a un aumento en el rendimiento de la computadora.
Muchos sistemas operativos admiten subprocesos múltiples, por lo que el uso de procesadores multinúcleo puede acelerar la computadora incluso en el caso de aplicaciones que no admiten subprocesos múltiples. Si consideramos el funcionamiento de una sola aplicación, entonces el uso de procesadores de múltiples núcleos se justificará solo si esta aplicación está optimizada para múltiples subprocesos. De lo contrario, la velocidad de un procesador de múltiples núcleos no diferirá de la de un procesador convencional y, a veces, funcionará incluso más lento.
