Processadores Multicores

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Processadores Multicore

Arlindo Vinícius Amado Nascimento Silva

Filipe Rafael Eustáquio Ferreira Nunes dos Santos

Jobson Ressurreição de Almeida

João Victor

Raphael Antônio Dalto Viana

Itabuna

2018

ARLINDO VINÍCIUS AMADO NASCIMENTO SILVA

FILIPE RAFAEL EUSTÁQUIO FERREIRA NUNES DOS SANTOS

JOBSON RESSURREIÇÃO DE ALMEIDA

JOÃO VICTOR

RAPHAEL ANTÔNIO DALTO VIANA

Processadores Multicore

Artigo científico apresentado à faculdade da FTC, Itabuna, Bahia como exigência para obtenção da nota necessária para conclusão da matéria Arquitetura e Organização de Computadores.

Professor: Rafael Gomes dos Santos

Itabuna

2018

PROCESSADORES MULTICORE

 Arlindo Vinícius Amado Nascimento Silva

 Filipe Rafael Eustáquio Ferreira Nunes dos Santos

 Jobson Ressurreição de Almeida

 João Victor

 Raphael Antônio Dalto Viana

Resumo: Este artigo tem como objetivo apresentar um fragmento da evolução tecnológica denominada Multi-Core ou Multi-Núcleos, das suas propostas de melhoria na eficiência do multi processamento de dados, suas vantagens e desafios.

Palavras-Chave: Processador, Multi Cores, Multiprocessamento, AI, Deep Learning, Arquitetura Turing, Litografia.

Sumário:

Introdução        -----------------------------------------------------------------------                05

Arquitetura        -----------------------------------------------------------------------                05

        

Funcionamento        --------------------------------------------------------------                06

Vantagens e desvantagens ----------------------------------------------------                07

Conclusão        ------------------------------------------------------------------------           11

        Referências          ----------------------------------------------------------------------            12

INTRODUÇÃO

        Processadores multicores refletem os mais recentes avanços na arquitetura de processadores, trazendo o poder do processamento paralelo aos computadores domésticos e estendendo a barreira da supercomputação.  Multicore (Multinúcleo) é o termo utilizado para descrever a utilização de mais de um núcleo em um processador, cada um desses cores tem sua cache independente e executam programas em paralelo sem interferir no processamento do outro.  

ARQUITETURA

Com os multicores foi necessário modificações na arquitetura para o melhor aproveitamento dos núcleos, uma das principais foi paralelismo ao nível do chip, essas mudanças proporcionaram uma melhor localização dos dados, melhor comunicação entre as unidades e o número reduzido de quantidade de espaço e energia necessários.

Uma das arquiteturas mais utilizadas é SMP (Simultaneous Multiprocessing), que é ter múltiplos cores do processador compartilhando as demais memórias de níveis inferior, favorecendo o uso de múltiplos processos e de threads aumentando o throughput das máquinas.

A arquitetura em si utilizada pelos multicores não diferencia-se com a ideologia da arquitetura de Von Neumann que é utilizada nos single cores, os multi-núcleos mantém a mesma interação entre processador, memória e dispositivo, a diferença se dá pela quantidade de núcleos que atuam na CPU do computador utilizando uma memória compartilhada.

A utilização de Multi-threading e Programação Paralela na arquitetura multicore permite um aumento no desempenho da execução de dados.

FUNCIONAMENTO

Um processador (CPU) é dividido em três parte distintas e interligadas entre se, a UC (Unidade de Controle), ULA (Unidade Lógica e Aritmética) e os Registradores.

A Unidade Lógica e Aritmética (ULA) é responsável pelas operações de cálculos binários entre os números 0 e 1. Ele executa o que está sendo pedido sem saber o que recebe.

A Unidade de Controle (UC) é responsável por gerar todos os sinais que controlam as operações no exterior do CPU. Executa três ações básicas intrínsecas e pré-programadas pelo próprio fabricante do processador, são elas: busca(fetch) decodificação e execução.

Os Registradores são um local de memória dentro do próprio processador projetados para serem acessados rapidamente para fins de recuperação rápida de dados. Processadores normalmente contêm uma matriz de registro, que abriga muitos registros.        

        A Unidade de Controle faz a codificação em busca da instrução da memória.  O Controlador de Memória da CPU vai acessar a memória e entrega para a Unidade Lógica  e Aritmética. A ULA executa os respectivos cálculos e armazena-os nos registradores.

        É na ULA onde esta contido o Nucléo de Processamento (Core). Em um processador Multicore, (Isto é vários núcleos de processamento) tem seus processos agilizados devido a execução de várias cálculos de maneira paralela e totalmente independente realizando mais volume de trabalho em um mesmo ciclo de clock.

VANTAGENS E DESVANTAGENS

 

É notório que todos estamos contidos num cenário global e ascendente e, portanto, quase insaciável pelo consumo de conteúdo. Graças, inclusive, aos expressivos números de vendas de smartphones a crescente demanda por conteúdos exigiu, por parte desses fornecedores, a atualização das suas estruturas tecnológicas e da sua capacidade em fornecer serviços com um padrão de qualidade cada vez mais eficiente.

A informação outrora longínqua, defasada ou inacessível, hoje está na grande maioria das residências não só com os desktops ou laptops, mas na palma da mão de todo o mundo. Mas para chegar até o seu destino, com um usuário cada vez mais exigente por quantidade, variedade e qualidade, a arquitetura presente com esse consumidor também precisou ser atualizada para suportar essa realidade.