Nei moderni processori multi-core, due o più core di elaborazione si trovano su un singolo cristallo di silicio. Inoltre, ogni core è in grado di supportare il calcolo di due o più thread. L'uso di processori multi-core può accelerare il funzionamento dei sistemi operativi e delle applicazioni che supportano il multithreading.
I processori multi-core sono unità di elaborazione centrali che contengono più di due core di elaborazione. Tali core possono essere posizionati sia in un pacchetto che su un die del processore.
Che cos'è un processore multi-core?
Molto spesso, i processori multicore sono intesi come processori centrali in cui diversi core di elaborazione sono integrati in un microcircuito (ovvero, si trovano su un singolo cristallo di silicio).
Di solito, la velocità di clock nei processori multi-core è deliberatamente sottovalutata. Questo viene fatto al fine di ridurre il consumo energetico mantenendo le prestazioni del processore richieste. Allo stesso tempo, ogni core è un microprocessore a tutti gli effetti, caratteristico di tutti i processori moderni: utilizza una cache multilivello, supporta l'esecuzione di codici fuori ordine e istruzioni vettoriali.
Hyper-threading
I core nei processori multi-core possono supportare SMT, che consente l'esecuzione di più thread di calcolo e più processori logici basati su ciascun core. Sui processori prodotti da Intel, questa tecnologia è chiamata "Hyper-threading". Consente di raddoppiare il numero di processori logici rispetto al numero di chip fisici. Nei microprocessori che supportano questa tecnologia, ogni processore fisico è in grado di mantenere lo stato di due thread contemporaneamente. Al sistema operativo sembrerà che ci siano due processori logici. Se c'è una pausa nel lavoro di uno di essi (ad esempio, è in attesa di ricevere dati dalla memoria), l'altro processore logico inizia a eseguire il proprio thread.
Tipi di processori multi-core
I processori multi-core sono classificati in diversi tipi. Possono o meno supportare l'uso della cache condivisa. La comunicazione tra i core viene implementata utilizzando un bus condiviso, una rete punto-punto, una rete con uno switch o una cache condivisa.
Principio di funzionamento
La maggior parte dei moderni processori multi-core funziona secondo il seguente schema. Se l'applicazione in esecuzione supporta il multithreading, può forzare il processore a eseguire più attività contemporaneamente. Ad esempio, se il computer utilizza un processore a 4 core con una velocità di clock di 1,8 GHz, il programma può "caricare" tutti e quattro i core contemporaneamente, mentre la frequenza totale del processore sarà di 7,2 GHz. Se più programmi sono in esecuzione contemporaneamente, ciascuno di essi può utilizzare parte dei core del processore, il che porta anche ad un aumento delle prestazioni del computer.
Molti sistemi operativi supportano il multithreading, quindi l'utilizzo di processori multicore può velocizzare il computer anche nel caso di applicazioni che non supportano il multithreading. Se consideriamo il funzionamento di una sola applicazione, l'uso di processori multi-core sarà giustificato solo se questa applicazione è ottimizzata per il multithreading. Altrimenti, la velocità di un processore multi-core non differirà da quella di un processore convenzionale e talvolta funzionerà anche più lentamente.
