Материал: 835

85

двухъядерных процессоров идёт речь. При этом, стоимость процессоров AMD оказывается слегка завышенной.

Рис. 2.13 — Соотношение производительность на Ватт

Для каждой модели Athlon 64 X2, начиная с 4200+, существует чуть более дорогой процессор Core 2 Duo, обладающий ощутимо более высокой производительностью. Однако такое ценоформирование со стороны AMD может быть вполне скомпенсировано тем фактом, что процессоры с микроархитектурой Core требуют в данное время применения более дорогих LGA775 материнских плат.

86

Рис. 2.14 — Соотношение производительность на стоимость

Интересно сравнить частоты процессоров различных семейств, имеющих одинаковую производительность (рис.2.15). Так, для достижения уровня производительности некого процессора Core 2 Duo, процессор Athlon 64 X2 должен обладать примерно на 20 % более высокой тактовой частотой, а частота процессора Pentium D должна быть выше на 90 %. Это соотношение даёт возможность оценить не только примерную относительную скорость современных CPU, но и получить приблизительное понимание о перспективах будущих CPU в линейках Core 2 Duo и

Athlon 64 X2.

87

Core 2Duo E6300 (1.86 GHz) 70,9

Core 2Duo E6400 (2.13 GHz) 66,7

Core 2Duo E6600 (2.4 GHz) 68,1

Core 2Duo E6700 (2.67 GHz) 65,9

Core Extreme X6800 (2.93 GHz) 64,5

Athlon 64 X2 3800+ (2.0 GHz) 58,5

Athlon 64 X2 4200+ (2.2 GHz) 57,5

Athlon 64 X2 4600+ (2.4 GHz) 57

Athlon 64 X2 5000+ (2.6 GHz) 55,2

Athlon 64 FX-62 (2.8 GHz) 55,6

Pentium D 820 (2.8 GHz) 35,7

Pentium D 915 (2.8 GHz) 35,9

Pentium D 945 (3.4 GHz) 34,8

Pentium XE 956 (3.73 GHz) 36,5

Рис. 2.15 — Соотношение производительность на гигагерц

2.4Особенности взаимодействия процессоров

вмногопроцессорных системах

Процессоры работают с данными, которые читаются из оперативной памяти, изменяются и записываются назад в память. Данные, прочитанные из оперативной памяти, кэшируются в процессоре, что значительно ускоряет обработку данных. В многопроцессорной системе к одним и тем же данным может одновременно обращаться более чем один процессор. Если оба процессора читают данные, то проблем не возникает, так как оба процессора получают последние действительные данные из оперативной памяти. Если хоть один из процессоров данные меняет, то данные сначала изменяются в кэш-памяти и лишь много позже могут быть выгружены в оперативную память. При этом возникают потенциальные конфликтные ситуации, если один из процессоров пытается считывать из оперативной памяти данные, которые изменены и находятся в кэш-памяти другого процессора.

88

Методы решения конфликтов, происходящих при обращении к общим данным, называются протоколами поддержания когерентности кэш-памяти.

Все разновидности протоколов поддержания когерентности кэш-памяти для обмена изменившимися данными между процессорами обычно используют оперативную память. Но ядра в двухъядерных процессорах расположены на одной подложке в непосредственной близости друг от друга, что предоставляет потенциальную возможность прямой передачи данных из кэша одного ядра в кэш другого, то есть обмен данными между ними должен происходить максимально быстро.

Только процессоры Intel Core Duo (Yonah) и Conroe, каждый из которых обладает общим для двух ядер кэшем второго уровня, позволяют быструю одновременную работу обоих ядер с общим блоком данных, но и у них наблюдаются серьёзные ограничения в скорости работы в случаях, когда общие данные модифицируются. Таким образом, наиболее эффективное использование ресурсов двухъядерных процессоров будет происходить только при работе вычислительных потоков с различными участками памяти или с одним участком памяти, но без модификации общих данных. Также для увеличения эффективности разработчикам рекомендуется жёстко привязывать вычислительные потоки к ядрам, так как при переключении задач операционная система может менять местами потоки, что увеличивает процент кэш-промахов.

89

3 МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА

Материнская (или системная) плата — (motherboard)

один из важнейших компонентов компьютера, так как она отвечает за производительность компьютера не менее чем процессор. Материнская плата представляет собой лист стеклотекстолита с несколькими слоями печатных проводников, и обеспечивает электрическое соединение практически всех устанавливаемых на нее компонентов компьютера: процессора, оперативной памяти, набора специальных микросхем (чипсета), базовой система вво- да-вывода (BIOS), плат расширения и т.п.

Форм-фактор материнской платы. Форм-фактор — одна из характеристик материнской платы — определяет ее габариты, места установки на ней различных компонентов, а также задает тип корпуса, в который материнская плата устанавливается. На сегодняшний день существует два основных форм-фактора материнских плат: ATX и AT, а также их модификации: Baby-AT

(BAT) и MiniATX.

Одной из основных характеристик материнской платы является ее геометрический размер в плане, от которого, как правило, зависят число разъемов расширения и соответственно количество дополнительно подключаемых устройств. В настоящее время прослеживается устойчивая тенденция к переходу на платы меньшего размера. Наиболее известными являются следующие базовые размеры системных плат: Full-size AT (12 на 13,8 дюй-

ма), Baby-AT (8,57 на 13,04 дюйма), MiniAT (8,57 на 9,85 дюйма) и LPX — Low Profile X (9 на 13 или 8,2 на 10,4 дюйма).

Частота платы и внутренний множитель процессора.

Тактовая частота работы самого процессора, называемая внутренней частотой, существует лишь внутри него самого и соответственно определяет скорость его работы, весь обмен данными с материнской платой он производит на другой тактовой частоте материнской платы. Тактовая частота системной платы задается кварцевым резонатором. Коэффициент пересчета частоты материнской платы, исходя из внутренней частоты процессора, — (Bus Frequency/ Bus Factor) обсуждался нами на первой лекции.