multikjerneCPUer

Multikjerne-CPU'er er enkeltfysiske processorer, der indeholder to eller flere kerner, som kan afvikle instruktioner parallelt. Hver kerne kan køre sin egen tråd, og kernerne deler ofte cache og hukommelsesressourcer i varierende arkitekturer. Denne opbygning øger gennemløbet og giver bedre udnyttelse af software, der er designet til flere tråde.

Historik og anvendelse: Massemarkeds multi-core begyndte i midten af 2000'erne med dual-core desktop-processorer som Intel Core 2 Duo og AMD Athlon X2. Siden da er antallet af kerner i desktops, bærbare og servere vokset betydeligt. Moderne desktop-CPU'er har typisk 4–8 kerner, mens server- og workstation-CPU'er ofte har 8–32 kerner eller mere. SMT (Simultaneous Multithreading) gør det muligt for hver kerne at håndtere flere tråde samtidigt og giver yderligere tråde pr. kerne under passende belastninger.

Arkitektur og delte ressourcer: Kernerne kan være på samme die eller i en fælles pakke. Hver kerne har ofte privat L1- og L2-cache, mens en fælles L3-cache deles mellem kernerne. Hukommelsescontroller og andre I/O-funktioner kan være integreret i CPU'en. Kommunikation mellem kernerne sker via interne interconnects, og nogle designs benytter NUMA-lignende hukommelsesadgang, som påvirker ydeevnen ved mange kerner.

Ydeevne, software og energi: Parallellisering giver højere præstation for programmer, der kan køre flere tråde samtidigt, men gevinsten er begrænset af den serielle del af koden (Amdahl's lov). Operativsystemet fordeler tråde på kernerne, og SMT kan forbedre udnyttelsen under bestemte arbejdsbelastninger. Effektivitet og køling er vigtige overvejelser ved højere kerneantal.

Fremtid: Udviklingen peger mod endnu flere kerner og bedre hukommelsesadgang samt heterogene designs, hvor centrale kerner suppleres med accelerators som GPU'er og specialiserede AI-enheder for specifikke opgaver.