На самом деле прошло не так много времени, с тех пор как идея, уместить несколько процессорных ядер в один пакет, казалась экзотической. Однако, глядя на современные многоядерные ЦПУ с интегрированной графикой, возможно, это лишь вопрос времени, когда Intel и AMD смогут добавить еще больше функциональности самому важному компоненту вашего компьютера - процессору.Обе компании работают над гибридными ЦПУ, которые по-настоящему смогут изменить будущее вычислительной техники, в особенности для устройств, сильно зависящих от времени автономной работы, таких как ноутбуки и планшеты. Но, что же такое гибридные процессоры?
Гибридный процессор Intel Lakefield
Главная идея состоит в том, чтобы обеспечить многоядерные процессоры разными ядрами. Такие ЦПУ должны быть оснащены большими, высокопроизводительными ядрами, и маленькими ядрами с низким энергопотреблением и небольшой производительностью. Такой принцип уже применяется во множестве чипов для смартфонов с архитектурой Arm, и называется big.LITTLE. Главное преимущество такого подхода заключается в том, что множествам приложений, которые мы запускаем на своих ноутбуках, например, такие как текстовые редакторы или веб браузеры, не нужна большая вычислительная мощность. Однако, процессорные ядра, спроектированные для серьезных задач, все равно могут потреблять большое количество энергии при выполнении подобных задач, даже если система занизит их частоты.
Поэтому, вместо этого, гибридный ЦПУ использует преимущество маленьких ядер, которые в частности имеют те же возможности, что и привычные процессорные ядра в вашем ноутбуке, но их главным достоинством является то, что они используют гораздо меньше энергии. С другой стороны, когда вашему компьютеру потребуется дополнительная процессорная мощность, он сможет переключиться на использование высокопроизводительных ядер, с большим энергопотреблением.
Распределение задач на большие или маленькие ядра является обязанностью планировщика. Планировщик, как правило встроен в операционную систему и отвечает за определение порядка, в котором ваш компьютер будет выполнять задачи.
В гибридных ЦПУ, аппаратное обеспечение спроектировано специальным образом, чтобы взаимодействовать с планировщиком операционной системой таким образом, чтобы ЦПУ и Windows (или любая другая ОС) могли работать вместе для наилучшего понимания того, какие задачи имеет наибольший смысл назначать каждой группе ядер. Таким образом, высокоприоритетные задачи, такие как редактирование фотографий, могут быть назначены для большого ядра, а фоновые задачи будут делегированы на маленькие ядра, которые более энергоэффективны.
Архитектуры Arm и x86
Здесь может возникнуть вопрос - почему бы просто не использовать в ноутбуках Armпроцессоры, если там такая система уже давно реализована и прекрасно работает? Apple уже решила пойти именно этим путем, так почему бы всем остальным не последовать ее примеру?
На самом деле, глобальное отличие заключается в том, что гибридные проекты AMD и Intel по-прежнему строятся вокруг x86 архитектуры, которую они используют на протяжении десятилетий, и для которой написано большинство приложений Windows. Apple может себе позволить переписать свою операционную систему и программы, для беспроблемной работы на собственных процессорах Arm, но на ноутбуках с Windows, попытка транслирования x86 приложений для запуска на чипах Arm, приводит к значительному снижению производительности.
На самом деле, один из крупнейших производителей чипов Arm, компания Qualcomm, пыталась выйти на рынок Windows ноутбуков с Arm процессорами, но проблемы с производительностью, вызванные тем, что большинство приложений Windows не работает на таких процессорах нативно, помешало стать Qualcomm крупным игроком на рынке процессоров для ноутбуков.
Однако, это вовсе не означает, что новые гибридные процессоры, построенные на x86 архитектуре, не будут иметь недостатков. Разработка планировщика для достижения максимальной эффективности является по-настоящему сложной задачей. Помимо этого, из-за использования разных типов процессорных ядер, код, который работает на одних ядрах, может вызывать ошибку при работе на других.
Дело в том, что наборы инструкций больших и маленьких ядер могут отличаться, и поэтому производителям чипов приходится удалять поддержку работы некоторых инструкций, для того чтобы оба набора ядер имели один и тот же набор, а программы могли работать на любом типе ядер, не вызывая ошибок. Современное программное обеспечение для x86 процессоров, предполагает, что все ядра одинаковы и имеют один и тот же набор команд. Поэтому попытка запустить приложение, к примеру, на маленьких ядрах с одними инструкциями, а затем переместить программу на другую группу ядер, где нет поддержки определенных инструкций, непременно приведет к фатальной ошибке - появлению синего экрана, если мы говорим о Windows.
Ноутбуки, планшеты и компьютеры со скидками до 70%
Несмотря на столь большие проблемы, данная технология имеет многообещающие перспективы. Intel, в частности, уже вложила огромное количество денег в разработку этой технологии. И в настоящее время, ноутбук с гибридным процессором Intel Lakefield уже поступил в продажу.
Samsung Galaxy Book S, благодаря использованию новейшего ЦПУ, отличается крайне небольшим весом (всего 907 грамм, при толщине 1,27 см) и продолжительным временем автономной работы (до 17 часов). Мы также знаем, что AMD подала патент на аналогичную технологию, хотя остается не ясным, когда мы увидим гибридные ЦПУ от этой компании.
Не забудьте подписаться и поставить лайк. Впереди будет еще много крутых статей.
