فناوری اینتل SDC فاش شد، پیشرفت شدید در پردازش های تک هسته‌ای بدون پیشرفت سخت‌افزار

ثبت اختراع جدید اینتل برای ابر‌هسته‌های تعریف‌شده توسط نرم‌افزار (SDC یا Software Defined Super Cores) رویکرد این شرکت را برای افزایش کارایی تک‌هسته‌ای آشکار می‌کند.

آخرین پتنت اینتل با شماره EP4579444A1 نشان می‌دهد اینتل به دنبال بهبود عملکرد تک‌هسته‌ای پردازنده‌های خود است بدون آنکه صرفاً به مقیاس سخت‌افزاری متکی باشد.

ثبت اختراع اینتل برای ابرهسته‌های تعریف‌شده توسط نرم‌افزار؛ هسته‌های کوچک‌تر با همکاری یکدیگر به یک ابرهسته بزرگ‌تر تبدیل می‌شوند تا کارایی تک‌هسته‌ای را ارتقا دهند.

این پتنت نشان می‌دهد اینتل می‌خواهد کارایی Single Core CPUها را به شکلی بهبود دهد که نیازی به بزرگ‌تر کردن فیزیکی هسته‌ها نباشد. به‌طور سنتی، برای این منظور از هسته‌های بزرگ استفاده می‌شود، اما این هسته‌ها محدودیت‌هایی دارند. یک هسته خیلی بزرگ ممکن است بازده کاهشی داشته باشد و به جای تکیه بر کوچک‌تر کردن فناوری ساخت یا بالا بردن فرکانس، اینتل در پتنت جدید خود راهکاری به نام SDC یا Software Defined Super Cores ارائه داده است.

اینتل اس‌دی‌سی ایده‌ای است که به‌جای یک هسته بزرگ، چند هسته کوچک‌تر را هنگام نیاز به‌صورت مجازی با هم ترکیب می‌کند. به‌عنوان مثال، دو هسته کوچک می‌توانند به جای یک هسته بزرگ‌تر با تقسیم وظیفه، یک کار را سریع‌تر انجام دهند و بدین شکل کارایی تک‌ریسمانی به‌طور چشمگیری افزایش یابد. البته این موضوع چالش‌هایی دارد، چون تقسیم دستورالعمل‌ها بین چند هسته در حالی که ترتیب اجرای برنامه حفظ شود کار بسیار دشواری است. با این حال، پتنت جدید ادعا می‌کند که SDC می‌تواند دستورالعمل‌ها را در ترتیب درست نگه دارد و در نگاه نرم‌افزار همچنان مثل یک هسته بزرگ واحد عمل کند که در حال اجرای یک رشته (Thread) منفرد است.

به زبان ساده، یک کار به جای یک نفر، به دو نفر سپرده می‌شود اما هر دو روی همان کار واحد کار می‌کنند تا سریع‌تر انجام شود. این موضوع شبیه چند هسته‌ای (Multithreading) به نظر می‌رسد، اما هدف SDC افزایش سرعت عملیات تک‌هسته‌ای است. این روش نه‌تنها می‌تواند IPC (دستورالعمل در هر چرخه) را افزایش دهد، بلکه ظاهراً بدون بالا بردن ولتاژ یا فرکانس هم ممکن است. از طریق ترکیب پویا (Dynamic Fusion)، هر زمان که پردازنده نیاز به اجرای یک کار تک‌هسته‌ای سنگین داشته باشد، می‌تواند یک ابرهسته تشکیل دهد تا وظیفه سریع‌تر انجام شود.

در اصل، SDC شامل تقسیم دستورالعمل‌هاست. ابتدا بار کاری میان چند هسته کوچک‌تر توزیع می‌شود و سپس هسته‌ها برای حفظ ترتیب اجرا با هم هماهنگ می‌شوند. همچنین از مکانیزم‌هایی مانند Shadow Store Buffer برای انتقال درست داده‌ها میان هسته‌ها استفاده می‌شود. با این حال، چالش‌های زیادی پیش روی اینتل وجود دارد، از جمله پیچیدگی همگام‌سازی، نیاز به ارتباطات بین‌هسته‌ای با تأخیر بسیار پایین و نحوه تشخیص و تخصیص کارها توسط سیستم‌عامل به هسته‌های مجهز به SDC.

ابوالفضل

دیدگاهتان را بنویسید