interrupciones de procesador core i7

COMPUTADORES MULTINUCLEO

Stallings W. “Computer Organization and Architecture” 8ed

Computador multinucleo
• Un computador multinúcleo combina dos o
mas procesadores (llamados núcleos) en una
única pieza de silicio.
• Típicamente cada núcleo consiste de todos los
componentes de un procesador
independiente e incluye memoria cache de
nivel 1, nivel 2 y, en algunos casos, nivel 3ASPECTOS DE RENDIMIENTO DEL HARDWARE
• Los sistemas de
microprocesadores han
experimentado un
crecimiento permanente y
exponencial en rendimiento
por décadas, en parte
gracias a:
– Mejoras en su organización
– Incremento de su frecuencia
de reloj.
– Incremento del nivel de
integración

ASPECTOS DE RENDIMIENTO DEL HARDWARE
• Incremento del nivel de integración.

ASPECTOS DERENDIMIENTO DEL HARDWARE
• Rendimiento de los procesadores de Intel.

LIMITACIONES DE LAS ARQUITECTURAS
TRADICIONALES
• Limitaciones de la tecnología subyacente
Frecuencia de operación.
Limitaciones en la escala de integración.
Consumo de energía.
Retardo RC: a altos niveles de integración, la resistencia de los cables se
incrementa, así como la capacitancia entre cables cada vez mas próximos.– Latencia de memoria.
–
–
–
–

• Agotamiento de la arquitectura secuencial

• Necesidad de mayor capacidad de procesamiento.

Incremento en paralelismo
• Los cambios organizacionales en el diseño del
procesador se han enfocado principalmente
en incrementar el paralelismo a nivel de
instrucciones. Estos cambios incluyen:
– Segmentación
– Superescalarabilidad.
– Multithreadingsimultáneo (SMT) – bancos de
registros se replican para que múltiples hilos
puedan compartir los recursos de la segmentación

Superescalarabilidad
• Se utilizan múltiples cauces para la ejecución
paralela de instrucciones, en la medida que lo
permitan los riesgos de control y dependencia de
datos

Multithreading simultáneo (SMT)
• Los bancos de registros se replican para que
múltipleshilos puedan compartir los recursos de
la segmentación

Multinucleo
• Combinación de dos o mas procesadores en
una única pieza de silicio

Incremento en paralelismo
• El incremento de rendimiento ha conducido a
un incremento de la complejidad del sistema.
• Una parte creciente del chip se dedica a la
lógica de coordinación y señalización.
• A su vez, esto incrementa la complejidaddel
diseño, fabricación y depuración de los chips.
• La energía que un chip requiere ha pasado a
ser un factor crítico.

Consumo de energía
• Para mantener la tendencia de mayor rendimiento a
medida que se incrementa el número de transistores
y las frecuencias de reloj, los requerimientos de
energía han crecido exponencialmente.

Consumo de energía
• Una forma de controlar la densidadde energía es
utilizar más área del chip para memoria cache, pues
esta consume menos energía que el área de lógica.

Consumo de energía
• Regla de Pollack:
– El incremento de rendimiento es aproximadamente
proporcional a la raíz cuadrada del incremento en
complejidad. Es decir, si se duplica la lógica en un
procesador, esto permitirá un incremento del rendimiento
de solo el 40%.
– Enprincipio, el uso de múltiples núcleos tiene el potencial
de proporcionar un incremento del rendimiento casi lineal
con el incremento del número de núcleos.
– Los problemas de energía proporcionan otro motivo para
optar por organizaciones multinúcleo.

ASPECTOS DE RENDIMIENTO DEL SOFTWARE
• Software en multinúcleo
– Los beneficios potenciales de rendimiento de una
organizaciónmultinúcleo depende de la habilidad de
explotar efectivamente los recursos paralelos
disponibles para la aplicación.
– Ley de Amdahl:

– f: fracción de código paralelizable

ASPECTOS DE RENDIMIENTO DEL SOFTWARE
• Esta ley parece hacer atractiva la organización
multinúcleo.
• Sin embargo, aun una pequeña porción de código
secuencial, tiene un impacto significativo

ASPECTOS DE RENDIMIENTO...