multikärnor

Multikärnor är en processor där två eller fler kärnor finns på en enda integrerad krets. Varje kärna kan utföra instruktioner oberoende av andra, vilket möjliggör parallell exekvering av trådar och program. I moderna system delar kärnorna ofta snabbminne och minnescontroller, medan vissa resurser såsom L3-cache eller I/O kan vara gemensamma eller uppdelade beroende på arkitektur.

Historiskt skiftade fokus från att bara höja klockfrekvensen till att öka antalet kärnor för att förbättra genomströmningen. Detta gav bättre energihantering och värmeprofil vid samma eller lägre frekvenser. Tidiga persondatorer började med två eller fyra kärnor; senare kom åttakärniga och flerkärniga modeller, särskilt i servrar och mobila System-on-Chips. Många moderna system använder också heterogena konfigurationer där kärnor av olika prestanda och energiprofil kombineras (t.ex. ARM big.LITTLE) för att optimera arbetsbelastningar och batteritid.

Koordination mellan kärnorna sker genom ett systemminne och cachekoherensprotokoll (ofta MESI eller liknande), samt snabb internkommunikation via ett nätverk av kärnor. Operativsystemet schemalägger trådar över kärnorna och hanterar synkronisering, minnesåtkomst och avbrott.

Fördelar inkluderar ökad genomströmning och bättre multitasking samt potentiell energieffektivitet. Prestationsökningen vid program som kan delas upp i parallella uppgifter följer ofta Amdahls lag, vilket betyder att icke-parallella delar begränsar vinsten. Utmaningar innefattar behovet av trådsäker programvara, synkronisering och ökad minnes- och cachebelastning samt kyla.

Användningsområden är breda: bärbara datorer, skrivbord, servrar och avancerade mobil- och inbyggda system. Vissa arbetsbelastningar drar mest nytta av många kärnor (t.ex. serverhantering, databehandling, vissa AI-uppgifter), medan program inte alltid kan dra full nytta utan parallellisering. Framtiden pekar mot ännu fler kärnor och mer heterogen arkitektur.