ING. INFORMATICA
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE CINTALAPA CPU: MULTIPROCESADORES (MULTIHILOS) EN MULTINÚCLEOS.
18/02/2013
INTEGRANTES DEL EQUIPO:
MARLEN FARRERA ROQUE JHONNY FABIAN CRUZ ARCE YESENIA KARINA GUZMAN CASTILLEJOS CASTILLEJOS MARIA DE LOS ANGELES RAMIREZ CRUZ MARIA GABRIELA GOMEZ ALVARADO
CINTALAPA DE FIGUEROA, CHIAPAS
HISTORIA Como historia se puede decir que el primer procesador multi-núcleo en el mercado fue el IBM Power 4 en el año 2000. Una alternativa a los procesadores multinúcleo son los sistemas multiprocesadores, que consisten en una placa madre que podía soportar desde 2 a más procesadores. El rendimiento es bastante bueno, pero también es bastante caro. Multiprocesamiento o multiproceso es tradicionalmente conocido como el uso de múltiples procesos concurrentes en un sistema en lugar de un único proceso en un instante determinado. Como la multitarea que permite a múltiples procesos compartir una única CPU, múltiples CPU pueden ser utilizados para ejecutar múltiples hilos dentro de un único proceso.
DESCRIPCIÓN Un microprocesador multi-núcleo es aquel que combina dos o más procesadores independientes en un sólo circuito integrado. Un dispositivo doble núcleo contiene solamente
dos
microprocesadores
independientes.
En
general,
los
microprocesadores multi-núcleo permiten que una computadora trabaje con Multiprocesamiento, es decir procesamiento en simultáneo con dos o más procesadores. Por otro lado, la tecnología de doble núcleo mejora el rendimiento de los entornos de trabajo multitarea y las aplicaciones con múltiples subprocesos. Por ejemplo, permite que aplicaciones fundamentales como antivirus o anti espías se ejecuten al mismo tiempo que aplicaciones empresariales con un impacto mínimo sobre el rendimiento del sistema. Durante agosto de 2007 comenzaron a aparecer los procesadores de cuádruple núcleo, encabezados por el lanzamiento del Core 2 Quad de Intel. En el caso de las computadoras portátiles Multiprocesamiento es un Procesamiento simultáneo con dos o más procesadores en un computador, o dos o más computadores que están procesando juntos.
Cuando se usa dos o más computadores, se unen con un canal de alta velocidad y comparten la carga de trabajo general entre ellos. En caso de que uno falle el otro se hace cargo. El multiprocesamiento también se efectúa en computadores de propósitos especiales, como procesadores vectoriales, los cuales proveen procesamiento simultáneo de conjunto de datos. Aunque los computadores se construyen con diversas características que se superponen, como ejecutar instrucciones mientras se ingresan y se sacan datos, el multiprocesamiento se refiere específicamente a la ejecución de instrucciones simultáneas.
MULTINUCLEO Y MULTIPROCESAMIENTO Multiprocesamiento o multiproceso es tradicionalmente conocido como el uso de múltiples procesos concurrentes en un sistema en lugar de un único proceso en un instante determinado. Como la multitarea que permite a múltiples procesos compartir una única CPU, múltiples CPUs pueden ser utilizados para ejecutar múltiples hilos dentro de un único proceso. El multiproceso para tareas generales es, a menudo, bastante difícil de conseguir debido a que puede haber varios programas manejando datos internos (conocido como estado o contexto) a la vez. Los programas típicamente se escriben asumiendo que sus datos son incorruptibles. Sin embargo, si otra copia del programa se ejecuta en otro procesador, las dos copias pueden interferir entre sí intentando ambas leer o escribir su estado al mismo tiempo. Para evitar este problema se usa una variedad de técnicas de programación incluyendo semáforos y otras comprobaciones y bloqueos que permiten a una sola copia del programa cambiar de forma exclusiva ciertos valores. SMP es la sigla de Symmetric Multi-Processing, multiproceso simétrico. Se trata de un tipo de arquitectura de ordenadores en que dos o más procesadores comparten una única memoria central.
Un microprocesador multi-núcleo es aquel que combina dos o más procesadores independientes en un solo paquete, a menudo un solo circuito integrado. Un dispositivo
de
doble
núcleo
contiene
solamente
dos
microprocesadores
independientes. En general, los microprocesadores multi-núcleo permiten que un dispositivo computacional exhiba una cierta forma del paralelismo a nivel de thread (thread-level parallelism) (TLP) sin incluir múltiples microprocesadores en paquetes físicos separados. Esta forma de TLP se conoce a menudo como multiprocesamiento a nivel de chip (chip-level multiprocessing) o CMP. Multiprocesamiento es un Procesamiento simultáneo con dos o más procesadores en un computador, o dos o más computadores que están procesando juntos. Cuando se usa dos o más computadores, se unen con un canal de alta velocidad y comparten la carga de trabajo general entre ellos. En caso de que uno falle el otro se hace cargo. El multiprocesamiento también se efectúa en computadores de propósitos especiales, como procesadores vectoriales, los cuales proveen procesamiento simultáneo de conjunto de datos. Aunque los computadores se construyen con diversas características que se superponen, como ejecutar instrucciones mientras se ingresan y se sacan datos, el multiprocesamiento se refiere específicamente a la ejecución de instrucciones simultáneas.
CLASES DE PROCESADORES MULTINUCLEO INTEL: PentiPentium D están conformados por dos procesadores Pentium 4 Prescott sin Hyperthreadingum. CoreDuo Core 2 Duo Core2Quad
FUTURO DE LOS PROCESADORES MULTINÚCLEO Actualmente Intel y AMD están ofreciendo sus procesadores de doble núcleo. En los siguiente años saldrán sus procesadores de 4 núcleos, 8, etc. Intel prevé llegar a construir un procesador de 32 núcleos para el 2010. El procesador Cell ha comenzado a ser construido con la tecnología de fabricación de 65nm. IBM está desarrollando el procesador Kilocore, un procesador que tiene un núcleo principal PowerPC que maneja a 1024 núcleos auxiliares pequeños de 8 bits. En cuanto a tecnologías, IBM ha fabricado, en experimentos, chips con la tecnología SiGe (tecnología que añade al silicio, mediante procesos nano tecnológicos, capaz de germanio, para mejorar sus propiedades electrónicas) que pueden alcanzar 500GHz con el cero absoluto, previendo que pueden llegar a 350 GHz a temperatura
ambiente.
Esta
tecnología
no
es
tan
costosa,
pudiéndose
implementar en las fabricas de chips a muy bajo precio. Esto puede ser el comienzo de una nueva generación de procesadores ultrarrápidos, comparados con los actuales.
INTEL Intel Corporation es el mayor fabricante de circuitos integrados del mundo, según su cifra de negocio anual.8 La compañía estadounidense, es la creadora de la serie de procesadores x86, los procesadores más comúnmente encontrados en la mayoría de las computadoras personales. Intel fue fundada el 18 de julio de 1968 como Integrated Electronics Corporation (aunque un error común es el de que "Intel" viene de la palabra intelligence) por los pioneros en semiconductores Robert Noyce y Gordon Moore, y muchas veces asociados con la dirección ejecutiva y la visión de Andrew Grove.
Intel ya utiliza transistores con tecnología de 45nm. De esta forma continúan produciendo velocidades record de procesadores, reduciendo además la cantidad de fuga de electricidad de los transistores. Esto es gracias a:
Un nuevo material con una propiedad llamada High-k para el componente dieléctrico de la compuerta del transistor que reemplaza al dióxido de silicio.
Y a una combinación de materiales metálicos para el electrodo de la compuerta del transistor, lo que reduce las fugas más de 10 veces.
Jos
Vamos a considerar los principales competidores del mercado:
http://www.intel.com
TECNOLOGÍAS EMPLEADAS POR INTEL Hyper-Threading: Dos formas de brindar más potencia informática:
1 Aumentar la velocidad del reloj. Realizar más trabajo en cada ciclo de reloj.
Un procesador compatible con la tecnología Hyper-Threading se presenta a sí mismo ante las aplicaciones y los S.O. como dos procesadores virtuales.
En los servidores: La tecnología HT permite el paralelismo a nivel de subprocesos al duplicar el estado arquitectónico de cada procesador a la vez que se comparte un conjunto de recursos de ejecución del procesador. Cuando programa subprocesos, el SO considera los dos estados arquitectónicos Claramente determinados como procesadores\lógicos" separados.
Intel 64: La arquitectura Intel 64 proporciona computación de 64 bits cuando se combina con software que la soporte. Mejora el rendimiento permitiendo a los sistemas direccionar más de 4 gigabytes tanto de memoria virtual como física.
Bit de desactivación de ejecución y seguridad: Previene ciertos tipos de ataques de desbordamiento de buffer cuando se combina con un sistema operativo compatible. Permite que el procesador clasifique que áreas de la memoria en función de donde se puede ejecutar el código de las aplicaciones.
Si un gusano intenta insertar código en el buffer, el procesador desactiva la ejecución del código, lo cual evita el daño y la propagación del gusano.
AMD Advanced Micro Devices, Inc. (NYSE: AMD) o AMD es una compañía estadounidense
de semiconductores basada
en
Sunnyvale, California,
que
desarrolla procesadores de cómputo y productos tecnológicos relacionados para el mercado.
Sus
productos
principales
incluyen microprocesadores, placas
base, circuitos integrados auxiliares, procesadores embebidos y procesadores gráficos para servidores, estaciones
de
trabajo, computadores
personales,
y aplicaciones para sistemas embebidos.
AMD es el segundo proveedor de microprocesadores basados en la arquitectura x86 y también uno de los más grandes fabricantes de unidades de procesamiento gráfico. También posee un 8,6% de Spansion, (un proveedor de memoria flash no volátil.)10 En 2010, AMD se ubicó en el lugar 20 en la lista de fabricantes de semiconductores en términos de ingresos.
TECNOLOGÍAS EMPLEADAS POR AMD HyperTransport: Tecnología que induce en una mejora de las prestaciones del sistema, diseñada para incrementar las mismas mediante la eliminación de cuellos de botella en la E/S, lo cual mejora notablemente el ancho de banda y reduce la latencia. Las mejoras se centran en cuatro apartados:
1) FSB del procesador: Sustituyendo el FSB por unas conexiones de E/S basadas en la tecnología HyperTransport se consigue una extensión del ancho de banda desde los 2,1GB/s hasta los 6,4GB/s.
2) Interfaz de memoria: Cuando ocurre un fallo en la caché, el procesador debe traer información de memoria principal. En Northbridge/Southbridge, las transacciones de memoria pasan por el chip Northbridge, creando latencias adicionales. Para resolver este cuello de botella, AMD incorpora el controlador de memoria en su 8ª generación de procesadores. 3) Interconexión chip a chip: La integración simultánea de las tecnologías de alta velocidad como AGP-8x, Gigabit Ethernet, PCI-X, etc. elimina virtualmente los cuellos de botella en la E/S. 4) Capacidades de expansión de E/S hacia la industria de buses de alta velocidad: La arquitectura Northbridge/Southbridge no está preparada para soportar más de dos núcleos lógicos, ya que la funcionalidad debería fijarse a una interfaz existente, y un bus actual no tendría suficiente ancho de banda para soportar tecnologías de alta velocidad.
AMD64: es una arquitectura basada en la extensión del conjunto de instrucciones x86 para manejar direcciones de 64 bits. Además, contempla mejoras adicionales como duplicar el número y el tamaño de los registros de uso general y de instrucciones SSE.
Bit NX: el bit NX es una característica del procesador que permite al SO prohibir la ejecución del código en ciertas áreas de datos. AMD vs. Intel y una carrera que no para AMD lanzó sus procesadores doble núcleo, los Athlon64 X2, luego Intel hizo lo propio con su línea Pentium D. Pentium D utilizaba la tecnología NetBurst, con cuello de botella para los datos y no alcanzaba en rendimiento a Athlon 64 X2.
Intel contraataca con los Core Duo, con nueva tecnología y diseño de 65 nanómetros. Más tarde, actualiza la tecnología a la actual Core 2 Duo.
BIBLIOGRAFÍA
http://241mac.blogspot.mx/2012/03/multinucleo-y-multiprocesamiento.html
http://www.itescam.edu.mx%2Fprincipal%2Fsylabus%2Ffpdb%2Frecursos %2Fr82095.PDF&h=-AQGbF40I
