Çok-çekirdekli işlemciler
1990’ların başlarından beri server larda ve iş platformlarında kullanılan ve popüler olan simetrik çokluişlem (multiprocessing) dizaynlarında olduğu gibi, bilgisayarın performansını arttırmak için değişik bir yaklaşım da bilgisayara daha fazla işlemci eklemekti. Moore Kanunu’na uygun kalmak; çip yapma teknolojileri, teknolojinin fiziksel sınırlarına yaklaştıkça daha da zorlaşmaktadır. Bu yüzden, piyasadaki sabit gelişimlerin hızını yakalamak için mikroişlemci üreticileri performansı arttırmak adına başka yollar aramaktadırlar.
Bir çok-çekirdekli işlemci, kabaca birden fazla mikroişlemci çekirdeğini kapsayan tek bir çiptir. Etkin olarak, potansiyel performansı çekirdek sayısıyla çarpmak (işletim sistemi ve yazılım birden çok işlemcinin avantajını kullanacak şekilde dizayn edilmişse) genel performansı verir. Bus arayüzü ve ikinci seviye önbellek (second level cache) gibi bazı bileşenler çekirdekler arasında paylaşılabilir. Çekirdekler fiziksel olarak birbirlerine çok yakın olduğu için, ayrık çokişlemcili sistemlere göre, birbirleriyle iletişimleri çok daha yüksek saat hızlarında gerçekleşir ve böylece genel sistem performansı artmış olur.
2005’de, ilk büyük piyasa çift-çekirdek (dual-core) işlemcileri duyuruldu ve 2006 itibariyle, server lar için dört-çekirdek (quad-core) işlemciler kullanılabilir olmaya başlarken, çift-çekirdek işlemciler uç-sınıf server larda ve iş platformlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
RISC
1980’lerin ortalarından 1990’ların başlarına kadar, birçok yeni, yüksek performanslı RISC (azaltılmış komut kümesi bilgisayarı (reduced instruction set computer)) mikroişlemciler üretildi. Bu mikroişlemciler, özel amaçlı makinelerde ve Unix iş platformlarında kullanıldı ve Intel-standart masaüstü hariç bütün rollerde evrensel bir hale geldi.
İlk ticari dizayn, MIPS Technologies tarafından yapıldı, 32-bit R2000 (R1000 piyasaya sürülmemişti). R3000 dizaynı gerçekten pratik bir hale getirmişti ve R4000 dünyanın ilk 64-bit dizaynı olarak tanıtıldı. Rakip projeler, IBM’in POWER ve Sun’ın SPARC sistemlerini doğurdu. Kısa bir süre içinde, tüm büyük üreticiler bir RISC dizaynı üretmeye başladı. Bunlardan bazıları: AT&T CRISP, AMD 29000, Intel i860 ve Intel i960, Motorola 88000, DEC Alpha ve HP-PA’ydı.
Piyasa güçleri, ana masaüstü RISC işlemci olarak PowerPC’yi ve sadece Sun dizaynlarında kullanılan SPARC’ı bırakarak; bu dizaynlardan çoğunun eriyip gitmesine neden oldu. MIPS, en önemlisi Cisco router larında olduğu gibi, çoğu gömülü dizayn olarak kullanılan bazı SGI sistemleri sağlamaya devam etmektedir. Orijinal dizaynların geri kalanı ise günümüzde ya yok olmuştur ya da yok olmak üzeredir. Diğer şirketler, özellikle ARM’a yöneldi. ARM orijinal olarak ev bilgisayarlarını amaçlamış fakat daha sonra gömülü işlemci piyasasına yoğunlaşmıştı. Bugün, MIPS, ARM veya PowerPC çekirdeği tabanlı RISC dizaynları işlemsel aygıtların (computing devices) çok geniş bir çoğunluğuna güç vermektedir.
64-bit hesaplamalarında, DEC Alpha, AMD64, MIPS, SPARC, Power Mimarisi ve HP-Intel Itanium popüler dizaynlardır.
Özel amaçlı mikroişlemciler
“Mikroişlemci” terimi, geleneksel olarak bir tek-çip veya çoklu-çip ana işlem birimini veya bir-çipte-sistemi (System-on-a-chip (SoC)) işaret ederken; aynı teknolojiyle birkaç tip özelleşmiş işlem aygıtı üretildi. En yaygın örnekler mikrodenetleyicilerdir: Sayısal Sinyal İşleyiciler (Digital Signal Processors (DSP)) ve Grafik işleme birimleri (Graphics processing units (GPU)). Bunların çoğu örneği, ya programlanabilir değil ya da kısıtlı programlama yeteneklerine sahiptir. Örneğin, genelde 1990’lardaki GPU’lar büyük ölçüde programlanabilir değildi ve ancak yakın zamanda programlanabilir vertex shader gibi sınırlı yeteneklere kavuştular. “Mikroişlemci” ile ne tanımlandığı konusunda evrensel bir konsensüs yoktur fakat aksi özellikle belirtilmemişse terimin bir özel amaçlı işlemciyi değil genelde bir genel amaçlı ana işlem birimini işaret ettiğini varsaymak yanlış olmaz.
RCA 1802, statik dizayn a sahipti. Statik dizaynın anlamı, saat frekansının keyfi olarak 0 Hz e, tam bir durma haline, kadar düşürülebilmesiydi. Bu, Voyager/Viking/Galileo uzay araçlarının yolculuklarının olaysız anlarında minimum elektrik enerjisi tüketmesini sağlıyordu. Yön bulma güncellemeleri, dünyaya göre meyil kontrolü, data alımı ve radyo iletişimi gibi önemli görevlerde zamanlayıcılar ve/veya sensörler işlemciyi zamanında hızlandırabiliyordu.
Piyasa istatistikleri
2003’de yaklaşık 44 milyar dolar değerinde mikroişlemci üretildi ve satıldı. Bu paranın yaklaşık yarısının masaüstü ve dizüstü kişisel bilgisayarlarda kullanılan ana işlem birimlerinde harcanmasına rağmen bunlar satılan bütün ana işlem birimlerinin sadece yaklaşık %0.2’siydi.
Dünyada satılan bütün CPU’ların yaklaşık %55’i 8-bit mikrodenetleyicilerdir. 1997’de 2 milyardan fazla 8-bit mikrodenetleyici satıldı.
Dünyada satılan bütün CPU’ların %10’undan daha azı, 32-bit veya daha fazladır. Satılan bütün 32-bit CPU’lardan %2 si masaüstü veya dizüstü kişisel bilgisayarlarda, geri kalanı ise tost makinesi, mikrodalga, elektrik süpürgesi ve televizyon gibi ev eşyalarında kullanılmıştır. “Genel olarak bakıldığında, bir mikroişlemci, mikrodenetleyici veya DSP’nin ortalama fiyatı 6$’ın biraz üstündedir.”
Gerçekçi ol imkansızı iste...
