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. 多核处理器基础架构

多核处理器是将两个或以上的执行核心集成在单个处理器封装内。以IBM Cell处理器为例，它包含浮点运算单元、定点运算单元、置换单元、分支单元、通道单元等，并且具备超线程技术，支持同时处理多个线程，还包含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，可在一个时钟周期内执行多条处理器指令。不过这种指令级并行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，整个处理器芯片共享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。这些处理器可以是独立芯片，也可以是同一芯片上的多个核心。SMP可同时运行更多线程，或让特定线程运行更快。在多主总线系统中，总线仲裁器用于决定每个总线周期哪个总线主设备可以控制总线。

以下是不同并行硬件架构的对比表格：
| 架构类型 | 特点 | 优势 | 局限性 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 指令级并行（ILP） | 一个时钟周期内执行多条指令 | 提高指令执行效率 | 存在一定局限性 |
| 芯片多处理（CMP） | 每个单元有独立L1缓存，共享L2缓存 | 提升整体性能 | |
| 对称多处理（S