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La technologie double coeur expliquée
Apparue avant l'été sur les micro-processeurs, cette nouveauté touche petit à petit l'ensemble de l'industrie informatique. Tour d'horizon des principales questions soulevées par cette cette mini-révolution.   (07/09/2005)
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Qu'est-ce qu'un processeur à deux cœurs ?
Un processeur double cœur ou multicoeur réunit plusieurs instances de calcul sur un même composant. Cette technique de conception des puces permet de traiter simultanément deux programmes lancés par l'utilisateur, comme par exemple le téléchargement de fichiers et l'écriture de texte.

Sur un processeur monocoeur, comme ceux que nous utilisons actuellement, le parallélisme est simulé par des processus (threads) dont l'exécution est alternée sur un intervalle de temps très court, de l'ordre de la milliseconde. Avec un processeur double cœur, les calculs s'effectuent réellement en parallèle sans aucun délai de latence dû au phénomène de bascule entre processus.

Comment fonctionne un processeur double cœur ?
Techniquement, un processeur à double cœur ressemble de près à deux processeurs que l'ont aurait rassemblés sur une même carte de taille quasi-similaire au processeur actuel. En pratique, cela nécessite de créer une unité supplémentaire de traitement capable de traiter la répartition des traitements entre les deux cœurs, bien qu'une partie de ce travail soit assurée par les concepteurs de programme.

Chez Intel, chaque cœur dispose d'un contrôleur mémoire et d'une mémoire cache séparée. Chez AMD, cette partie est commune aux deux cœurs afin de faciliter le transfert d'informations et l'utilisation des ressources machines.

Pour réunir l'ensemble des circuits intégrés nécessaires à la conception d'un processeur double cœur sur une seule puce de taille ordinaire, les fabricants de micro-processeurs se sont heurtés au problème de la surchauffe du silicium, matériau utilisé actuellement par l'ensemble de l'industrie. Pour cette raison, la fréquence de fonctionnement des processeurs à double cœur est inférieure à celle des processeurs monocoeurs (3,2 Ghz au maximum chez Intel contre 3,8 Ghz en version monocoeur).

Quelles différences entre multiprocesseur et multicœur ?
L'idée du processeur multicoeur se rapproche du monde des serveurs où existe déjà depuis quelques années l'informatique multiprocesseurs. La logique demeure la même : augmenter la capacité de calcul en utilisant des unités logiques (CPU) supplémentaires. La différence entre le multiprocesseur et le multicoeur tient au fait qu'il ne s'agit plus d'une multiplication du nombre d'unités de calcul mais d'une division de celles existantes.

Au lieu d'un seul et unique corps de processeur, les fabricants de microprocesseur découpent une même galette en deux cœurs distincts. Dans un système multiprocesseur, chaque unité de calcul dispose de son propre bus interne et de sa propre mémoire cache, ce qui n'est pas forcément le cas d'un processeur multicœur où les ressources peuvent être partagées.

Comme les deux CPU se trouvent sur le même composant, celui-ci est soumis à une taille normalisée, les performances en sont donc réduites. A fréquence égale, un serveur à deux processeurs est aujourd'hui plus performant qu'un seul processeur double cœur.

Quel est alors l'intérêt du double cœur ?
Le rapport performance / prix. Graver deux cœurs sur une même puce coûte moins cher que d'utiliser deux galettes de silicium pour réaliser deux processeurs distincts. En conséquence, ils peuvent être commercialisés à des tarifs compétitifs et même au grand public, à l'inverse des solutions multiprocesseurs.

Il est également possible de combiner multicœur et multiprocesseur afin de gérer plus finement ses ressources matérielles. C'est aussi un moyen de remplacer le levier que constituait jusqu'à présent, en termes de performances, la montée en fréquence. Avec des programmes optimisés, les gains peuvent atteindre jusqu'à 80% en temps d'exécution par rapport à un processeur monocoeur à fréquence égale, quand le prix est de 25% supérieur en moyenne.

Quels sont aujourd'hui les processeurs multicœurs proposés sur le marché ?
On en dénombre trois : le Pentium D d'Intel, destiné aux ordinateurs de bureau, l'Athlon 64 x2 d'AMD, toujours pour les ordinateurs de bureau, et l'Opteron dual core (modèles 265, 270, 275 ou 865, 870, 875) coté serveur chez AMD. Avant la fin de l'année 2005, Intel compte sortir des versions bi-cœurs de ses processeurs serveurs Xeon et Itanium.

Au premier semestre 2006 sont également attendus les premiers processeurs à double cœur pour ordinateurs portables, baptisés Yonah chez Intel et Turion 64 x2 chez AMD. A partir de 2007, les deux constructeurs évoquent déjà des puces à quatre cœurs.

Quelles conséquences impliquent un processeur à double cœur sur le prix des licences logicielles ?
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La politique tarifaire varie fortement selon les éditeurs. Chez BEA Systems, une majoration de 25% serait a priori appliquée, tandis qu'Oracle compte fractionner ses licences en fonction des processeurs multicoeurs.

Chez Novell, Microsoft, IBM et Sun, un processeur multicœur ne sera pas facturé plus cher qu'un processeur monocoeur.

Yves DROTHIER, JDN Solutions Sommaire Infrastructure
 
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