Hardware Reference
In-Depth Information
Chip
Prozessor 1
Prozessor 2
L1-Cache 1
L1-Cache 2
L2-Cache
L3-Cache
Busschnittstelle
Systembus
Abbildung 9.4.
Dual-Core Prozessor: Auf einem Chip sind zwei Kerne mit jeweils eigenem
L1-Cache, aber einem gemeinsamen L2-Cache (und ggf. L3-Cache) sowie Busschnittstelle
untergebracht
9.4
9.4 Mehrkern-Prozessoren
Die modernste Entwicklung der Prozessorindustrie sind die so genannten
Mehrkern-Prozessoren
(Multi-Core). Auf einem Chip werden dabei mehre-
re komplette CPUs einschließlich Caches untergebracht.
Wir haben im Abschnitt 7.1.5 gesehen, dass Zugriffe auf den Hauptspeicher
sehr lange dauern konnen. Bei Mehrkern-Prozessoren stellt der Zugriff auf
den gemeinsamen Hauptspeicher einen großen Flaschenhals dar. Beim Zugriff
auf den Hauptspeicher konnen sich die Prozessoren gegenseitig ausbremsen.
Deshalb mussen sie große eigene Caches bekommen. Diese mussen mit einem
Cachekoharenz-Protokoll (wie etwa dem vorgestellten MESI-Protokoll) syn-
chronisiert werden. Je nach Hersteller werden getrennte oder gemeinsame L2-
oder L3-Caches eingebaut.
Fur ein typisches Dual-Core-System ist dies in Abbildung 9.4 dargestellt.
Die vorangegangenen Kapitel, die sich mit Pipelining, superskalarer Befehls-
ausfuhrung, Cache und virtueller Adressierung beschaftigt haben, beschrei-
ben die Innereien jedes einzelnen Kerns und bedurfen somit keiner Erweite-
rung fur Mehrkern-Prozessoren.
9.5
9.5 Abschließende Wertung
Der Trend geht im Augenblick absehbar zu Mehrkern-Architekturen. Es ist
also in Zukunft weniger mit starken Steigerungen der Prozessortakte zu rech-
