Çift Çekirdekli İşlemci ( CoreDuo ) Nedir?

Son zamanlarda bilgisayar almayı düşünenlerin en çok duyduğu sözcük sanırım bu ''çift çekirdekli işlemci'' sözü oldu. ''Bilgisayarın içinde çekirdeğin işi ne? Çekirdek denilen şey kabak çekirdeği midir?İşlemcinin bir çekirdek neyine yetmiyordu? Neden ikinci bir çekirdeğe ihtiyaç duyuldu?'' gibi sorular aklınıza takılacak kadar amatörseniz -ki ben bu gruptanım- buyrun sonuna kadar sabırla okuyun.




Dual Core CPU’lar yukarıdaki resimde de görüldüğü gibi, bir CPU’nun iki çekirdeğe sahip olmasıdır. CPU’da bulunan çekirdekler işi aralarında paylaşan ve ortaklaşa çalışabilen iki veya daha fazla işlem birimi barındıran yongalar da diyebiliriz. Neden bu teknolojiye ihtiyaç duyuldu biraz da ondan bahsedelim.
İntel tarafında ismi hyper threading olan bu yapı bir işlemci içerisinde iki çekirdeğe olanak tanır böylece sistemden baktığınızda sanki donanımınızda iki adet işlemci varmış gibi görünür.İşlemciler artık limitlere yaklaştığı için dikkat ederseniz son zamanlarda işlemci frekansları daha fazla yükselmiyor.Çünkü frekans yükselmesi demek daha fazla besleme ve daha fazla ısı çıkışı ve buna bağlı olarak soğutmaya daha fazla enerji harcaması demek ayrıca soğutmada ufak arızalar sonucu performans kaybı da görülebiliyor bu yüzden çift çekirdekli işlemciler üreticilerin gözdesi çünkü düşük frekans yüksek performans.

1-Fizik yasaları, mühendislerin saat hızlarını sonsuza kadar arttırabilmelerini engeller. Silikonun sınırlarına neredeyse ulaşılmak üzereyken saat hızlarının hala arttığını görüyoruz. Saat hızı her zaman performans anlamına gelmiyor, bu yüzden mühendisler işlemcilerin her saat vuruşunda daha fazla komutu işleyebilmeleri için de uğraşıyorlar aynı zamanda. 4 bitlik bir işlemci bile iki tane 32 bitlik sayıyı toplayabilir ama bunun için pek çok komutu işlemesi gerekir. 32 bitlik bir işlemci bu toplamayı tek bir komutla yapabilir. Normal yöntemlerle bir komutu yüklemek, çözmek, kullanacağı veriyi almak, çalıştırmak ve son olarak da sonucu yazmak için beş saat vuruşu gerekir. Bu sorunu çözmek için günümüz işlemcileri pipelining denen teknolojiyi kullanılır. Bu teknolojide bir işlemi yapmak için değişik aşamalar ard arda dizilir ve bir işlemin bir aşaması yapılırken boştaki kaynaklarla da başka bir işlemin herhangi bir aşaması yapılabilir. Bu teknolojiyle bir komutu tek bir saat vuruşunda bitirebilmek mümkün olur. Superscalar denen bir mimariyle paralel pipellinelar kullanılarak performans daha da arttırılabilir. Bu konudaki son gelişme Intel'in Hyperthreading teknolojisidir. Komutları paralel olarak çalıştırmak için çift işlemciye ihtiyaç duyulur. Bu teknolojideyse olaya şu şeklide yaklaşılır: Komutlar thread denen parçalardan oluşur ve çift işlemciyle komut seviyesinde paralellik yerine tek işlemciyle thread seviyeinde paralellik sağlanır. Komutlar threadlere ayrılır ve bu threadler paralel olarak işlenip çıkışta tekrar birleştirirler. Tek bir işlemci tam anlamıyla olmasa da belirli bir seviyede çift işlemci gibi çalışır. Bu yöntem sadece tek bir işlemcinin kaynakları kullanıldığı için çift işlemcinin yerini tutamasa da bazı uygulamalarda belirli bir performans artışı sağlar. En büyük dezavantajı komutların parçalanıp tekrar birleştirilmesi sırasında kaybedilen zaman yüzünden aynı anda birden çok komutun işlenmesine ihtiyaç duymayan programlarda az da olsa performans düşüşü yaşanmasıdır.


Dual Core CPU'lar Windows Görev Yöneticisinden CPU kullanım geçmişini resimdeki gibi 4 adet olarak göreceksiniz. Ctrl+Alt+Delete kombinasyonundan görev yöneticinize girip kendinizinkiyle karşılaştırabilirsiniz.

2-Sıcaklık sorunlarından dolayı, işlemciler eskisi gibi saat hızlarını arttırarak hızlanamıyorlar. Bu yüzden aylardır işlemci açısından bir başarım duraksaması yaşanıyordu. En sonunda, Intel artan başarım seviyeleri konusunda, iki işlemci çekirdeğini tek bir yonga üzerinde birleştiren tamamen yeni bir fikirle kaşımıza çıkıyor. Bu değişim sayesinde önemli bir işlemci başarım artışı yaşanması bekleniyor.Sistemi gerekli olan bileşenlerle kurduktan sonra, işletim sisteminin de her bir işlemciye görevleri iyi bir şekilde paylaştırması gerekiyor. Çoklu işlemcili sistemlerden tam anlamıyla yararlanmak için modern işletim sistemlerinin, kendisinden istenen işleri küçük paketlere ayırarak birbirinden bağımsız şekilde çalıştırabilen, çoklu iş yürütme parçacıklarını (multiple thread) desteklemesi gerekiyor. Windows XP'nin iş düzenleyici (scheduler) arabirimi, iş parçacıklarını farklı işlemcilere atayarak bütün sistemin yük dengesini ve duyarlılığını en iyi şekilde ayarlamaya çalışıyor.

3- Artık Fizik yasalarının sınırına yaklaşan teknoloji nedeniyle tek çekirdekten elde edilebilen işlem gücünün sınırına dayanmış bulunulduğunu yukarda bahsetmiştik (en azından şimdiki malzeme ve tasarım yapısıyla). Bu nedenle pazarın durumu üreticilerin iki veya daha çok işlem birimi barındıran çoklu çekirdekli ürünlere yönelmesi kaçınılmaz oldu. Intel 2002 yılında bir yonga içine iki işlemci koyma fikrini Hyper Threading (HT) ile daha önce kullanmaya çalışmıştı. Pentium 4 mimarisine HT Teknolojisinin eklenmesinin en temel sebebi AMD ile yaşanan saat hızı yarışıydı. İnanılmaz 3.06 GHz saat hızına çoktan ulaşılmış, Intel'in yürütme işhattı (pipeline) uzamış ve 20 aşamalı hale gelmişti. Bunun tersine AMD Athlon XP 10/15 aşamada (ALU/FPU) işini hallediyordu. Pentium III içinse bir işlem için 10 aşama (Tualatin ve Pentium M modelleri için bu değer 12'dir) yeterliydi. AMD'nin Athlon 64 işlemcisi ise hala 12 aşamalı işhattı (pipeline) kullanıyor.

4-Bir taraftan da, derin işhattına sahip olan bir işlemci bir işlem turunda daha fazla iş yapabiliyor. Bu durum SSE2 ve SSE3 gibi komut uzantıları çalışırken iyi sonuç veriyor. Diğer taraftan neredeyse her işlem, işlemcinin bu uzun aşamalarından geçmek zorunda kalıyor ki bu da çok değerli olan saat turlarının (clock cycle) boşa gitmesi anlamına geliyor. Bu eksi etkiyi bir miktar kurtarmak ve Pentium 4'lerin uzun işhatlarını (bu arada Prescott'larla işhattı boyutu 31 aşamaya çıktı) biraz daha dolu tutabilmek için Intel, şöyle bir mantık geliştirdi: sanki iki mantıksal işlemci varmış gibi yapmak.Çoklu-çekirdekli işlemcilerin artısı görevleri (task) bölmek yerine verileri bölerek işleyebilmesidir.Veri birkaç tane parçaya ayrılıyor ve aynı kod veri üzerinde çalıştırılıyor. Bunun gerçekten pek çok artısı var.

5-Bilgisayara biraz yüklenince yani birden fazla işlem yapmaya kalktığınızda“ Uygulama yanıt vermiyor” gibi sıkıcı uyarılarıdan kurtulmak için Hyper Threading teknolojisi çift işlemcili teknoloji ile bu aşılmaya çalışıldı. Bir program için gerekli olan işlemci süresini biraz daha verimli hale getirerek rahatsızlık verici "uygulama yanıt vermiyor" ekranlarını önlemeyi başardı. Şimdiye kadar çift işlemcili bir veya Hyper Threading desteği sunan bir sistemle çalıştıysanız, bilgisayarın yaptığınız işlemlere hemen cevap verdiğini fark etmişsinizdir - temel olarak Hyper Threading teknolojisinin yaptığı tam olarak bu. 2002 yılının sonbaharında, Intel bu mantığı Hyper Threading (HT) teknolojisi ile gündeme getirmişti. HT sayesinde Pentium 4 3.06 GHz ve bütün FSB800/1066 sürüm işlemciler aynı anda iki işlemi yürütebiliyorlardı. Bu özellik her ne kadar tek başına çalışan uygulamalarda sadece belirli şartlar altında ufak bir başarım artışı sağlıyor olsa da, sistemin kullanıcının isteklerine olan duyarlılığını (responsiveness) arka planda çalışan işlemleri sanal işlemciye yükleyerek arttırabiliyordu. HT sayesinde %100 işlemci yükünden dolayı donmuş bilgisayar ekranı görmek neredeyse tarihe karışmıştı

6-Anti virüs, güvenlik duvarı (firewall) gibi sisteminizin güvenliğini sağlayan ve bugün artık zorunlu hala gelen bazı hizmetler ki bunlar ortalama bir masaüstü bilgisayarı için beşle on arasında Windows'la ilgisi olamayan hizmet çalıştırıyor. Bunlar arasında ekran kartı yazılımları, video veya ses uygulamaları için olan görev çubuğu ikonları, izleme yazılımları, ağ yazılımları veya depolama ve iletişim gibi diğer donanımlar için olan hizmetler. Windows ekranınızın sağ alt tarafında bulunan her görev çubuğu ikonu, işlemci zamanı ve bellek alanı kullanan bir hizmeti temsil ediyor.

İşte yukarıda sayılan sorunlardan dolayı bütün yeni işlemciler, yükü dinamik olarak mantıksal işlemciler arasında bölerek (multi-tasking, çoklu-görevlendirme), aynı anda birden çok programı çalıştırabilme yeteneğine sahipler. Eğer mümkünse işletim sistemi iş yükünü, iş parçacığı temeline dayanarak (multi-threading, çoklu-iş parçası) çok daha derin bir seviyede dağıtabiliyor. Çoklu-görevlendirme (Multi-tasking) bildiğimiz modern bilgisayarlar demek, yani kullanıcının çok fazla başarım kaybı yaşamadan birden çok yazılımı ve pek çok sistem hizmetini (service) çalıştırabilmesi anlamına geliyor.

http://www.autoclubturkey.com/ Doruk-C ve @hmet