Processeurs multi-cores

Un processeur multi-cores ou multi-cœur est un processeur ayant deux ou plusieurs noyaux indépendants. Ces noyaux ou cœurs sont les unités de calculs situés au cœur de tout processeur. C'est en 2005 que sont arrivés les premiers processeurs bi-cœurs conçus par AMD et Intel. Ces premiers exemplaires comprenaient deux cœurs identiques.

Par la suite, des processeurs dotés de cœurs différents ont été produits par les constructeurs Sony, IBM et Toshiba. Ces derniers sont utilisés dans des domaines précis comme le calcul pur. Les processeurs multi-cores ont été mis au point pour augmenter la puissance d'un PC, sans accroitre la fréquence de l'horloge du processeur. En outre, la nouvelle technologie permet de diminuer la quantité de chaleur émise par effet joule.

Les constructeurs se sont rendus compte qu'en augmentant continuellement la fréquence des processeurs leurs dépenses en terme de budget augmentaient aussi fortement. En outre, en accroissant la fréquence des processeurs, il fallait en même temps résoudre les problèmes de refroidissement que cela engendrait. C'est alors que l'idée de construire des processeurs à plusieurs cœurs est née. Cette solution consiste à augmenter le nombre de cœurs plutôt que de chercher sans cesse à obtenir des GHz supplémentaires.

Principe du multi-cores

Un microprocesseur encore appelé CPU comprend différentes entités parmi lesquelles le core. Ce dernier se trouve à un endroit du processeur qu'on appelle, en terme technique, die. Le core ou cœur est l'élément le plus important du processeur. Il comprend entre autres les blocs de mémoire cache, les unités de calculs, les schedulers. Le principe des processeurs multi-cores consiste à réunir sur un même die deux à plusieurs processeurs.

Bien avant l'arrivée des premiers processeurs double-cœurs, certains ordinateurs étaient déjà équipés de plusieurs CPU. Seulement, ces CPU ne se trouvaient pas sur le même die. Les processeurs multi-cores sont donc une innovation de taille. La technologie qui a permis d'y arriver présente plus d'avantages. Pour commencer, les cartes mères équipées de tels processeurs reviennent moins cher aux fabricants. En outre, les cores peuvent communiquer plus vite parce qu'ils sont sur le même die, ce qui permet d'accroitre la vitesse du microprocesseur.

Architecture du premier processeur multi-cores

Le premier processeur bicore a été conçu par la firme Sunnyvale. Ce processeur bi-core comprend deux cores Opteron qui sont liés par une interface du nom de SRI (System Request Interface). Le SRI est, en outre, relié aux liens HyperTransport et au contrôleur mémoire situé sur le die. Pour rappel, les liens HyperTransport sont les composants qui permettent de communiquer rapidement avec les CPU et les différents composants d'un ordinateur. AMD, à qui appartient ce processeur, a ajouté à son processeur un composant nommé Crossbar.

Avantages de la technologie

La course à la puissance a d'abord emmené les constructeurs à concevoir des ordinateurs équipés de plusieurs processeurs. De tels ordinateurs utilisaient le multitraitement asymétrique (SMP) pour effectuer plus rapidement les différentes tâches. Cependant, cette technologie obligeait les fabricants à trouver des solutions pour mieux refroidir les PC. En outre, la demande en ordinateur de petite taille se faisait de plus en plus pressante. Les processeurs multi-cores permettent aujourd'hui de résoudre ces problèmes et de concevoir des ordinateurs plus petits à la grande satisfaction des professionnels. Par ailleurs, la nouvelle technologie a permis d'augmenter la puissance des ordinateurs ainsi que leurs performances. On peut ainsi effectuer les tâches plus rapidement et exécuter simultanément plusieurs programmes complexes.

La technologie multi-core permet de mieux faire face aux nouvelles demandes du monde numérique. Ces demandes concernent entre autres les simulations 3D complexes et la gestion de base de données volumineuses et de fichiers multimédias en continu. Les processeurs multi-core permettent aussi d'offrir des interfaces utilisateurs plus sophistiquées et plus sécurisées. Par ailleurs, ils permettent aux ordinateurs de fonctionner pleinement en multitâches.

Les limites de la technologie

Les processeurs multi-cores peuvent causer quelques désagréments. En effet, beaucoup d'anciens programmes n'ont pas été élaborés pour fonctionner avec des processeurs à plusieurs cœurs. Ces programmes, qui ne peuvent pas exploiter toute la puissance du processeur, utilisent seulement l'un des cœurs. Ce fonctionnement induit une baisse de performance des applications en question. Pour que les utilisateurs puissent vraiment profiter des processeurs multi-cores, il faut qu'il y ait plus de logiciels conçus pour fonctionner avec l'architecture de ces processeurs. Pour le moment, les applications du GNU/Linux, conçus pour fonctionner sous plusieurs architectures, sont celles qui peuvent tirer le meilleur profit de cette technologie.