Nuove tecnologie per aumentare la velocità dei processori

I ricercatori dell’Università della North Carolina hanno pubblicato uno studio relativo a due tecnologie che consentono di incrementare le prestazioni dei processori multi core tra il 10 e il 40%.

Questo risultato può essere ottenuto mediante l’ottimizzazione della tecnica del prefetching dei dati e una migliore allocazione della larghezza di banda.

Le frequenze di funzionamento degli attuali processori hanno ormai raggiunto i 4 GHz, ma questa velocità non viene sfruttata completamente a causa della lentezza dei chip di memoria, per cui la CPU rimane in attesa dei dati per diversi cicli di clock. Per ridurre in parte questo problema, viene utilizzata la tecnica del prefetching per caricare in anticipo nella cache di ogni core i dati che potrebbero servire in futuro.

Se questa “previsione” è errata, si spreca inutilmente larghezza di banda, in quanto sono stati caricati i dati sbagliati. All’aumentare del
numero dei core, la bandwidth diventa sempre più congestionata e le prestazioni del sistema diminuiscono. La prima tecnica sviluppata dai ricercatori determina quanta bandwidth deve essere allocata per ogni core, in modo da massimizzare la performance complessiva.

La seconda tecnica invece determina quando è necessario usare il prefetching e quando deve essere evitato. I produttori potrebbero realizzare processori multi core che operano in maniera più efficiente, in quanto ogni singolo core può attivare o disattivare automaticamente il prefetching quando necessario.

Secondo i ricercatori, utilizzando questi due criteri, le prestazioni dei chip multi core possono aumentare del 40% rispetto a quelli che non eseguono il prefetching dei dati e del 10% rispetto a quelli che applicano sempre il prefetching.