多核处理器体系结构及并行程序设计.ppt

文档介绍：多核处理器体系结构及并行程序设计
天津大学于策
yuce_air@
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多核处理器简介
并行程序设计方法学(PCAM)
科研及技术(天津大学SRDC及IBM技术中心)
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多核处理器简介
并行程序设计方法学(PCAM)
科研及技术(天津大学SRDC及IBM技术中心)
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什么是多核处理器?
两个或多个独立运行的内核集成于同一个处理器上面
双核处理器=一个处理器上包含2个内核
多核处理器= 一个处理器上包含2个或多个内核
Core0
Core1
Front Side Bus
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为什么要采用多核技术?
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最终目标: 提升用户的体验
摩尔定律——不断发展和改进处理器的性能
最大限度地利用越来越多的晶体管
实现最优的价值
缩减处理时间,提高计算能力
开发平台的新特性和新功能
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通过并行方式改进处理器的性能
2005+
Dual- and Multi-core
2-way SMP system
4 Cores
>4 Threads
2001
Hyper-Threading
2-way SMP system
2 Cores
4 Threads
1995
Multi-processing
2-way SMP system
2 Cores
2 Threads
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多核技术的发展
Cache
Execution
State
State
Bus
Cache
Execution
State
Bus
Cache
Execution
State
Bus
Cache
Execution
State
Bus
Cache
Execution
State
Bus
Pentium 4
with HT
Dual Xeon Processors
Dual Core
2 Threads
1 Package
2 Threads
2 Packages
2 Threads
1 Package
Two independent execution cores in the same processor
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几种不同的技术
HT – Hyper Threading: 2 threads running on the same processor core
处理器上的某些资源会被共享
使用相同的缓存和运算器
DC – Dual Core: 2 execution cores in the same processor package
共享系统总线
与双处理器的性能相同
DP/MP – Dual/Multi-Processing: 2 or more processors in the same system
只共享系统总线,独立缓存
高性能,资源冲突少
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双核技术 VS. 超线程技术
双核是真正意义上的双处理器
不会发生资源冲突
每个线程拥有自己的缓存、寄存器和运算器
P4 with HT 的2倍
HT 使处理器的性能至少提升了1/3
双核的性能相当于2块 non-HT 处理器
双核技术与HT技术在性能上的对比
Ex 1: 两个floating point线程(Smithfield client)
每个线程拥有自己的FPU, 没有资源冲突
尽管性能上没有提升太多,但仍然优于HT
Ex 2: 一个integer线程与一个floating point线程
性能大幅度提升
没有资源冲突
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