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Cours HARDWARE 1 d'YBET Informatique

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5.C. Microprocesseur DUAL-Core (coeur) et supérieurs

2. Différentes technologies du DUAL Core - 3 Avantages - 4. Processeurs INTEL - 5. Processeurs AMD - 6. Systèmes d'exploitation

Depuis les premiers processeurs, l'augmentation de la vitesse est à la base des gains de performances, ce n'est pas la seule comme nous le verrons dans le chapitre sur la structure des processeurs. Malheureusement, l'augmentation de la vitesse a ses limites, notamment lié à la dissipation thermique à l'intérieur du composant. Intel a déjà implanté l'hypertreading dans quelques uns de ses microprocesseurs. L'Hypertreading permet au processeur, si le programme est compilé pour, de découper l'exécution en plusieurs parties, exécutées en même temps. Dans les serveurs, on utilise également plusieurs processeurs en parallèle pour augmenter les performances. Ces 2 notions sont à la base du Dual-Core (coeur): implanter 2 processeurs qui travaillent en même temps mais dans le même boîtier.

2. Différentes technologies du DUAL Core.

Pour fabriquer un microprocesseur bi-coeur, 3 techniques sont envisageables:

  1. fabriquer 2 processeurs distincts et les implanter dans le même boîtier, chacun gérant sa mémoire et ses entrées sorties. Cette méthode a peu d'intérêt, puisqu'il n'y pas de partage de mémoire et nécessiterait un socket avec le double de Pin de ceux actuels.

  2. Graver les 2 microprocesseurs dans le même core (puce électronique) avec une interface commune pour les bus internes, c'est le choix d'INTEL pour ses premiers processeurs. Actuellement, la technique adoptée est celle d'AMD avec le contrôleur mémoire directement géré par le multi-processeur (I3, I5 et I7 par exemple). 

  3. Intégrer 2 processeurs distincts dans le même boîtier mais chacun gérant sont propre contrôleur mémoire (sans passer par le chipset), technique développée par AMD, même si les Opteron et Athlon 64 utilisent toujours la méthode 2.

La première solution n'est par réellement envisageable puisque les 2 processeurs ne partageraient les données que via la mémoire RAM, ce qui entraînerait des conflits de lecture / écritures ou l'utilisation d'un composants chargé de départager les accès mémoire.

3. Avantages.

A la différence de l'Hyper-Threading qui nécessite des programmes compilés compatibles pour pouvoir fonctionner, les processeurs DUAL-CORE fonctionnent avec des programmes standards. Pour le système (logiciel), les 2 processeurs ne sont vus que comme 1 seul. Par contre, le traitement va être en théorie doublée. En effet, l'utilisation des bus externes reste limitée. Seul la vitesse de traitement interne va augmenter les performances globales de l'ordinateur puisque 2 programmes vont pourvoir fonctionner en même temps.

Par contre, le processeur n'est pas l'unique goulot d'étranglement dans un système informatique. Les périphériques externes tels que le disque dur ou même la mémoire vont jouer sur les performances de la machines. Les performances des applications faisant de nombreux appels sur le disque dur ne seront donc pas améliorées par le Dual-Core. En même temps, l'utilisation de tels processeurs nécessite une quantité de mémoires supplémentaire.

4. Processeurs Dual Core INTEL

Intel Implante cette technologie dans divers processeurs de haut de gamme comme dans:

  1. les processeurs bureautiques Pentium IV Extreme Edition (dernières versions), Pentium IV D, Celeron D, Intel Core 2 Duo

  2. dans les serveurs, notamment dans les Xeon (également en Quadricode depuis novembre 2006) et Itanium II

  3. dans les processeurs portables, le centrino Duo 

La technologie d'Intel utilise une mémoire cache L1 par processeur intégré, le cache L2 est lui partagé directement entre les 2 processeurs. L'utilisation de processeurs Dual-core nécessite un chipset spécifique (minimum l’i955X pour les P4 Extreme Edition).

Les Core 2 sont strictement identiques, Intel a juste ajouté des instructions 64 bits pour les rendre compatibles 32/64 comme chez AMD.

5. Dual Core AMD

Comme son concurrent, AMD développe également cette technologie. La méthode est différente du fait de l'architecture interne de ses processeurs 64 bits au niveau de la gestion de la mémoire, directement par le microprocesseur et plus par le northbridge du chipset. C'est d'ailleurs ce qui explique l'architecture NUMA des serveurs AMD alors qu'Intel utilise l'architecture SMP.

Dans les Athlon 64 et 64 FX, Sempron 64 bits (socket 754) et dans les Opteron, le contrôleur mémoire est directement implanté dans le processeur. La méthode utilisée par Intel dans le multiprocesseur standard n'est donc pas appliquée dans les serveurs AMD.

Dans le cas d'AMD, les caches L2 sont partagés directement via l'hypertransport (jusque 8 GB/s comme taux de transfert). Le bus mémoire lui est directement géré par les 2 microprocesseurs. La mémoire peut-être DDR (socket 939 ou 940) ou DDR-2 (AM-2). Le cache L1 reste à 128 KB mais pour chaque Core (64 pour les données et 64 pour les instructions). Suivant les versions (Turion pour ordinateur portable, Athlon 64 X2 ou Opteron), le cache L2 est de 512BK ou 1024 KB par coeur.

Différents sockets sont utilisés ensuite. Les processeurs de la série II (Athlons et Phenoms) permettent d'utiliser de la mémoire DDR2 ou DDR3 suivant le chipset et le socket utilisé sur la carte mère.  De nouveau, la vitesse de l'hypertransport va être modifiée avec la version AM3+ (2008), passant de 2,6 Ghz à 2,8 Ghz. Les processeurs de la série AM3 peuvent utiliser des cartes mères AM3+. L'inverse est en partie vraie mais va réduire les performances globales pour les processeurs les plus performants

6. Les systèmes d'exploitation.

En théorie, tous les systèmes d'exploitation standards permettent d'utiliser des processeurs Dual-Core. Au niveau de Microsoft, les ordinateurs Bi-processeurs nécessitent au minimum une version PRO de Windows. Par contre, l'utilisation de 4 processeurs ou plus passe par des versions dédiées serveur de Windows (suivant également le nombre de processeurs). Par contre, les versions Bi-Coeur sont vues comme 1 seul processeur en XP (Home et pro), 2003, VISTA, 7 et 8 (y compris avec l'hyperthreading toutes versions confondues). Les versions basiques sont simple processeur (physique), les autres versions de VISTA et Seven acceptent 2 processeurs.

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Les techniques d'installation et réinstallation. dans la partie dépannage.

La suite du cours hardware 1 > 5.A. Processeurs dédiés serveurs - 5.C. Processeurs portables - 6. Les bus internes PC
< 5. Processeurs standards
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