Communiceren de vaten?

Multicoresystemen beloven veel voor onze toekomst. Intel en andere chipbakkers komen met multicoresystemen op de markt. Waarom multicore? Als je een processor tweemaal zo groot maakt, gaat de performance niet met een factor twee omhoog, maar ongeveer met de vierkantswortel. Dat is de regel van Pollack en is in allerlei bestaande, enkelmotorige systemen aangetoond. Vandaar het streven om meerdere kernen op een chip te plaatsen om deze factor te vergroten.

De ontwerpers van die systemen moeten een aantal problemen oplossen. Ten eerste is daar de communicatie tussen de cores. Afhankelijk van de systeemarchitectuur kan dat een flinke overhead opleveren. Zonder speciale maatregelen is dat een kwadratische afhankelijkheid van het aantal processoren en heeft een multicoresysteem met vier processoren zo‘n tienmaal grotere communicatieoverhead dan een enkele kern. Voor acht processoren is die factor al zesendertig, voor zestien processoren is dat maximaal een factor honderdzesendertig en bij 256 processoren (ja, dat is nog een eind weg) is die factor meer dan tweeëndertigduizend.

Een slimme communicatiestructuur is dus essentieel om het systeem op zinvolle wijze te laten werken. Er zijn oplossingen met een centraal geheugen, maar dat levert problemen op als alle processoren veel communicatie hebben naar dat geheugen. Meestal wordt een packet-switched netwerk toegepast voor die communicatie.