6、云计算中的多核技术：架构、并行性与局限性

云计算中的多核技术：架构、并行性与局限性

1. 多核架构基础

多核处理器是将两个或更多执行核心集成在单个处理器封装内。以IBM Cell处理器为例，它包含浮点单元、定点单元、置换单元、分支单元、通道单元等，这些单元支持超线程技术，可同时处理多个线程，并且还配备了DMA控制器。

2. 并行硬件

• 指令级并行（ILP） ：硬件控制执行单元组件并行使用，使处理器在一个时钟周期内执行多条指令。不过，这种方式存在一定局限性，但在现代处理器设计中广泛应用。
• 芯片多处理（CMP）架构 ：一组执行单元组合形成CMP架构，多数此类处理器为每个单元配备独立的L1缓存，整个芯片共享L2缓存。这是处理器设计的最新趋势。
• 对称多处理（SMP） ：使用多个处理器，多个相同的处理器共享单个主内存。处理器可以是独立芯片，也可以是同一芯片上的多个核心。多处理器可同时运行更多线程或加快特定线程的运行速度，在多主总线系统中，总线仲裁器决定每个总线周期哪个总线主设备控制总线。

下面是一个简单的并行硬件架构层次图：

graph LR
    A[指令级并行（ILP）] --> B[芯片多处理（CMP）]
    B --> C[对称多处理（SMP）]
    C --> D[计算机集群（多计算机）]

3. 并行软件

多核框架是真正的并行计算机，但当前的