« Fonctionnement d'un ordinateur/Architectures multiprocesseurs et multicœurs » : différence entre les versions

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Puis, avec les progrès en matière de miniaturisation des processeurs, les fabricants ont eu l'idée d'utiliser les transistors qu'ils avaient pour fabriquer des '''processeurs multicœurs''', un terme que vous avez peut-être déjà entendu sans vraiment ce qu'il signifiait réellement. Les processeurs multicœurs peuvent être vus comme un regroupement de plusieurs processeurs sur la même puce de silicium. Pour être plus précis, ils contiennent plusieurs ''cœurs'', chaque cœur pouvant exécuter un programme tout seul. Chaque cœur dispose de toute la machinerie électronique pour exécuter un programme, que ce soit un séquenceur d'instruction, des registres, une unité de calcul. Par contre, certains circuits d'un processeur ne sont présents qu'en un seul exemplaire dans un processeur multicœurs, comme les circuits de communication avec la mémoire ou les circuits d’interfaçage avec la carte mère. Suivant le nombre de cœurs présents dans notre processeur, celui-ci sera appelé un processeur double-coeur (deux cœurs), quadruple-coeur (4 cœurs), octuple-coeur (8 cœurs), etc. Ces processeurs sont devenus la norme dans les ordinateurs grand public et les logiciels et systèmes d'exploitation se sont adaptés.
 
Dans la grosse majorité des cas, les cœurs d'un processeur multicœurs sont tous identiques. Mais ce n'est certainement pas une obligation et on peut très bien mettre plusieurs coeurs assez différents sur la même puce. On peut par exemple utiliser un cœur principal avec des cœurs plus spécialisés autour. Il faut ainsi distinguer le '''multicœurs symétrique''', dans lequel on place des processeurs identiques sur la même puce de silicium, du '''multicœurs asymétrique''' où les cœurs ne sont pas identiques. Le processeur CELL de la console de jeu PS3 est un bon exemple de multicœurs asymétrique. Il intégreintègre un cœur principal POWER PC version 5, qu'on retrouvait autrefois dans les Mac, et 8 processeurs auxiliaires. Le processeur principal est appelé le PPE et les processeurs auxiliaires sont les SPE. Les SPE sont reliés à une mémoire locale (''local store'') de 256 kibioctets qui communique avec le processeur principal via un bus spécial. Les SPE communiquent avec la RAM principale via des contrôleurs DMA. Les SPE possèdent des instructions permettant de commander leur contrôleur DMA et c'est le seul moyen qu'ils ont pour récupérer des informations depuis la mémoire. Et c'est au programmeur de gérer tout ça ! C'est le processeur principal qui va envoyer aux SPE les programmes qu'ils doivent exécuter. Il délégue des calculs aux SPE en écrivant dans le local store du SPE et en lui ordonnant l’exécution du programme qu'il vient d'écrire.
==Les différents types de multicœurs==
 
Dans la grosse majorité des cas, les cœurs d'un processeur multicœurs sont tous identiques. Mais ce n'est certainement pas une obligation et on peut très bien mettre plusieurs processeurs assez différents sur la même puce. On peut, par exemple, utiliser un cœur principal avec des cœurs plus spécialisés autour, par exemple. Cela s'appelle du '''multicœurs asymétrique''', qui est à opposer au '''multicœurs symétrique''' dans lequel on place des processeurs identiques sur la même puce de silicium.
 
===Le multicœurs asymétrique===
 
Le processeur CELL de la console de jeu PS3 est un bon exemple de multicœurs asymétrique. Il intégre un cœur principal POWER PC version 5, qu'on retrouvait autrefois dans les Mac, et 8 processeurs auxiliaires. Le processeur principal est appelé le PPE et les processeurs auxiliaires sont les SPE. Les SPE sont reliés à une mémoire locale (''local store'') de 256 kibioctets qui communique avec le processeur principal via un bus spécial. Les SPE communiquent avec la RAM principale via des contrôleurs DMA. Les SPE possèdent des instructions permettant de commander leur contrôleur DMA et c'est le seul moyen qu'ils ont pour récupérer des informations depuis la mémoire. Et c'est au programmeur de gérer tout ça ! C'est le processeur principal qui va envoyer aux SPE les programmes qu'ils doivent exécuter. Il délégue des calculs aux SPE en écrivant dans le local store du SPE et en lui ordonnant l’exécution du programme qu'il vient d'écrire.
 
===Le ''cluster multithreading''===
 
Sur certains processeurs multicœurs, certains circuits sont partagés entre plusieurs cœurs. Cette technique consistant à ne pas dupliquer certains circuits et à en partager certains s'appelle le '''cluster multithreading'''. Elle est notamment utilisée sur les processeurs FX-8150 et FX-8120 d'AMD, et les autres processeurs basés sur l'architecture Bulldozer. Sur ces processeurs, tous les cœurs se partagent l'unité de calcul sur les nombres flottants. Le partage de circuits permet d'éviter de dupliquer trop de circuits et donc d'économiser des transistors. Le problème est que ce partage est source de dépendances structurelles, ce qui peut entrainer des pertes de performances.
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