多核处理器：每个“核心”是以全时钟速度还是全时钟频率的某个部分运行？

Question

假设你有一个（1）Intel / AMD x86-64 bit 2 GHz 8核处理器。

8个内核中的每一个都是在完整的2 GHz运行，还是每个内核运行的时间是整个2 GHz时钟的一部分（例如250 MHz）？

Answer 1

在满负载下（即，当您运行的程序占用所有核心上的所有可用处理器时间时），所有核心都将以额定速度运行（例如，8核2 GHz处理器在2处运行所有8个核心千兆赫）。

现在， 可能会使核心以不同的速度运行，具体取决于实际负载：

1. 如果负载较低，节能技术可以单独关闭空闲内核以节省能源（在8核机器上可能就是这种情况）
2. 省电技术还可以“降频”整个处理器以节省能源。
3. 英特尔的TurboBoost和AMD即将推出的Turbo CORE都允许其中一个核心在一个线程或进程固定CPU的常见情况下动态超频。

因此，一般情况下，处理器将处于全速状态，但速度可能会动态波动。

Answer 2

第一个，时钟是由石英振荡器产生的输入，被“注入”到CPU中，用于同步整个晶体管串。虽然可以有不同的时钟用于硬件的不同部分驱动CPU的那个（每个内核都是相同的）。

侧节点：某些高级CPU能够逐步关闭某些核心，因为它们目前处于空闲状态。这通常通过将基本时钟速度缩放一个因子来实现，但这只是为了节省功率。

请注意，拥有更多CPU不应该增加上下文切换：只要流程量程结束或发生抢占就会完成上下文切换，因此使用更多内核可以让更多“消费者”能够执行流程，需要更换它们。

Answer 3

全功率时，它们都应该以2GHz运行，我想。但是，这并不能有效地创建一个16GHz处理器，因为以100％CPU运行的单线程单进程程序只能使用一个。然而，当工作负载得到很好的划分时，8个2GHz核心可能比一个16GHz核心更好，因为每个核心都有自己的缓存等。从更实际的角度来看，拥有8个2GHz核心意味着如果一个程序以100％运行，那么不会让你的系统慢慢爬行（除非它使用全部8个核心）。

请注意，现代硬件（具有适当的操作系统支持）将在低工作负载时通常降低时钟速度并关闭内核以节省功耗。后者今天可能不是那么真实，但将来会如此。

Answer 4

在Sandy Bridge和Ivy Bridge中，不同的核心不能同时以不同的速度运行。 L3缓存总线以与内核相同的时钟速度运行，因此为了防止同步问题，它们都必须以该速度运行或关闭。

来源：http://www.anandtech.com/show/3922/intels-sandy-bridge-architecture-exposed/4