Aký je rozdiel medzi multiprocesorom a multi -jadrovým systémom ich v detailoch v detailoch diskutovať o vplyve procesora na počítačový systém výkonu.?

Cieľom multiprocesora aj viacjadrových systémov je zlepšiť výkon počítača využívaním viacerých spracovateľských jednotiek, ale dosahujú to rôznymi spôsobmi:

multiprocesorový systém:

* Definícia: Multiprocesorový systém pozostáva z dvoch alebo viacerých nezávislých, kompletných procesorov (CPU) nainštalovaných v rovnakom počítačovom systéme. Každý procesor má svoju vlastnú vyrovnávaciu pamäť, jednotku správy pamäte (MMU) a ďalšie základné komponenty. Spolupracujú a zdieľajú zdroje, ako je pamäť a I/O zariadenia. Komunikácia medzi procesormi sa zvyčajne stáva prostredníctvom systémovej zbernice alebo sofistikovanejším prepojením.

* architektúra: Tieto procesory môžu byť buď symetrické multiprocesívne (SMP) alebo asymetrické multiprocesívne (AMP). V SMP majú všetky procesory rovnaký prístup k systémovým zdrojom a zdieľajú pracovné zaťaženie rovnako. V AMP sú procesorom pridelené konkrétne úlohy, čo vedie k hierarchii, kde by niektorí procesori mohli mať väčšiu zodpovednosť ako ostatní.

* Príklady: Veľké servery, vysokovýkonné výpočtové počítače (HPC) a niektoré výkonné pracovné stanice môžu byť multiprocesorové systémy.

* Výhody:

* Vysoký výkon spracovania: Viaceré procesory dokážu zvládnuť podstatne viac úloh súbežne ako systém s jedným procesorom.

* tolerancia porúch: Ak jeden procesor zlyhá, systém môže byť stále schopný pracovať pomocou zostávajúcich procesorov (v závislosti od návrhu systému).

* škálovateľnosť: Pridanie ďalších procesorov môže zvýšiť výkon spracovania, čo poskytuje väčšiu škálovateľnosť.

* Nevýhody:

* Vysoké náklady: Multiprocesorové systémy sú vo všeobecnosti drahšie ako viacjadrové systémy kvôli nákladom na viacero CPU a súvisiacich komponentov.

* zložitosť: Navrhovanie, implementácia a riadenie multiprocesorových systémov sú zložitejšie ako systémy s jedným procesorom. Softvér musí byť navrhnutý tak, aby využil viac procesorov, aby sa predišlo prekážkam.

* Inter-Process Communication Radhead: Komunikácia medzi procesormi môže zaviesť latenciu a znížiť výkon, ak nie je riadne riadená.

Viacjadrový systém:

* Definícia: Viacjadrový systém má viacero spracovateľských jednotiek (jadrá) integrovaných do jedného fyzického čipu. Tieto jadrá zdieľajú zdroje, ako je pamäť vyrovnávacej pamäte a prepojenie čipu, ale každé jadro má svoje vlastné registre a vykonávacie jednotky. V podstate ide o jediný procesor s viacerými spracovateľskými „motormi“.

* architektúra: Spravidla sú jadrá vo viacjadrovom systéme navrhnuté tak, aby spolupracovali spôsobom podobným SMP. Efektívne zdieľajú zdroje a často využívajú techniky, ako sú protokoly koherencie vyrovnávacej pamäte na zabezpečenie konzistentnosti údajov.

* Príklady: Väčšina moderných pracovných počítačov, notebookov a mobilných zariadení používa viacjadrové procesory.

* Výhody:

* Vylepšený výkon pri nižších nákladoch: Ponúka výkonnostné výhody viacerých procesorov za značne nižšiu cenu v porovnaní so systémami multiprocesorov.

* nižšia spotreba energie: Integrácia viacerých jadier do jednej matrice zvyčajne vedie k nižšej spotrebe energie ako samostatné CPU.

* Zjednodušený dizajn a implementácia: Jednoduchšie navrhovať a spravovať v porovnaní s multiprocesorovými systémami.

* Nevýhody:

* Obmedzená škálovateľnosť: Pridanie ďalších jadier do jedného čipu je obmedzené technologickými obmedzeniami (rozptyl tepla, veľkosť matrice atď.). Rozšírenie za určitý počet jadier na jednom čipe sa stáva čoraz náročnejším.

* Amdahl's Limit Limits: Celkové zrýchlenie dosiahnuté pridaním ďalších jadier je obmedzené časťou programu, ktorý nie je možné paralelizovať (zákon Amdahl).

Vplyv procesora na výkon počítačového systému:

Procesor je „mozog“ počítača a výrazne ovplyvňuje celkový výkon systému. Kľúčové aspekty zahŕňajú:

* rýchlosť hodín (frekvencia): Vyššie rýchlosti hodín sa vo všeobecnosti prekladajú na rýchlejšie vykonávanie inštrukcií.

* Počet jadier: Viac jadier umožňuje súbežné vykonávanie viacerých úloh, čo výrazne zlepšuje výkon vo viacvlákňových aplikáciách.

* Veľkosť a úroveň vyrovnávacej pamäte: Väčšie a rýchlejšie vyrovnávacie pamäte skracujú čas potrebný na prístup k často používaným údajom, čím sa zvyšuje výkon.

* Architektúra set inštrukcií (ISA): ISA určuje typy pokynov, ktoré môže procesor vykonávať, čo ovplyvňuje výkon. Moderné ISA často zahŕňajú funkcie na zlepšenie výkonu.

* šírka pásma pamäte: Rýchlosť, akou má procesor prístup k údajom z pamäte, výrazne ovplyvňuje celkový výkon. Rýchly procesor spárovaný s pomalou pamäťou môže spôsobiť prekážku.

* architektúra procesora: Funkcie ako Pipelining, SuperScalar Pecving a vykonávanie mimo objednávky prispievajú k zlepšeniu výkonu.

V súhrne sa zameriava na vylepšenie výkonnosti multiprocesor aj viacjadrové systémy, ale ich prístupy sa výrazne líšia, pokiaľ ide o architektúru, náklady a škálovateľnosť. Optimálna voľba závisí od konkrétnych potrieb aplikácií a rozpočtu. Pochopenie charakteristík procesora je nevyhnutné na dosiahnutie optimálneho výkonu počítačového systému.

• Predchádzajúca strana: Koľko operácií môže procesor vykonávať každú sekundu? 
• Ďalšia strana: Uveďte tri rôzne typy registrov zahrnutých v CPU?