Remarques pour conclure
Processeurs multithreads et multicœurs

Cet article a présenté les caractéristiques matérielles essentielles des processeurs multicœurs, dont les cœurs sont le plus souvent multithreads, que l’on trouve dans les processeurs d’usage général comme les PC et les serveurs. Il ne traite pas l’ensemble des architectures de processeurs à plusieurs cœurs, qui font ou feront l’objet d’articles particuliers de la collection, notamment :

• les manycores qui sont les processeurs à très grand nombre de cœurs bien qu’il n’existe pas de frontière claire entre multicœurs et manycores. Ces processeurs restent encore au stade de prototypes industriels ou universitaires et visent le plus souvent des classes d’applications spécifiques ;

• les accélérateurs de type coprocesseur comme le Xeon Phi d’Intel ;

• les processeurs graphiques (GPU) qui relèvent d’un mode de fonctionnement différent : SIMT pour Single Instruction Multiple Thread.

L’approche multithread utilisée dans les processeurs présentés dans cet article vise particulièrement le marché des serveurs. L’objectif des serveurs est d’obtenir l’efficacité maximale en termes de débit d’exécution de plusieurs programmes, ce que permet le multithreading, alors qu’il est beaucoup plus difficile de diminuer le temps d’exécution d’un seul programme. La tendance a été d’augmenter le nombre de threads par processeur ou par cœur, comme le montre l’évolution des cœurs des familles Sparc et Power. L’approche Intel est différente, puisque l’hyperthreading utilise 2 threads par cœur, sauf exception. Intel ne fournit pas d’explications sur la raison de ce choix. Dans tous les cas, un effort particulier a été porté sur la microarchitecture pour que le fonctionnement multithread ne détériore pas trop le fonctionnement monothread du processeur ou cœur.

L’approche multicœur combinée avec l’approche multithread est la seule solution permettant de respecter les contraintes thermiques et de consommation (« mur de la chaleur ») tout en continuant à augmenter les performances. Le nombre maximal de cœurs et de threads par processeur a crû régulièrement depuis le milieu des années 2000, comme le montre la figure 28 pour les multicœurs à multithread simultané. On ne peut cependant pas affirmer que cette croissance va continuer. Avec l’augmentation du nombre de cœurs, la pression s’accentue sur les réseaux d’interconnexion...