多核体系结构的发展

2024-03-26 18:18
文章标签 发展 体系结构 多核

本文主要是介绍多核体系结构的发展,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

随着芯片制造工艺的不断进步,从体系结构来看,传统的处理器体系结构技术已面临瓶颈,晶体管的集成度已超过上亿个,很难单纯地通过提高主频来提升性能,而且主频的提高同时也带来功耗的提高。所以并行计算技术应用而生,通过增加计算机中物理处理器的数量,能够有效地利用线程的并行性,实现真正意义上的并行执行。

并行计算机是由一组处理单元组成的,通过相互之间的通信与协作,以更快的速度共同完成一项大规模的计算任务。20世纪60年代初,晶体管以及磁芯存储器的出现,处理单元变得越来越小,存储器也更加小巧和廉价。这些技术导致了并行计算机的出现。这一时期的并行计算机多是规模不大的共享存储器系统,例如IBM 36020年代末期,同一个处理器开始设置多个功能相同的功能单元,流水线技术也出现了。这些并行特性的应用大大提高了并行计算机系统的性能。

Flynn根据指令流和数据流的不同组织方式,把计算机系统的结构分为以下4类:

单指令流单数据流(Single Instruction stream Single Data stream, SISD

单指令流多数据流(Single Instruction stream Multiple Data stream, SIMD

多指令流单数据流(Multiple Instruction stream Single Data stream, MISD

多指令流多数据流(Multiple Instruction stream Multiple Data stream, MISD

指令流是指机器执行的指令序列,数据流是指指令流调用的数据序列,包括输入数据和中间结果。SISD就是顺序处理的串行机。SIMD

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