問66
頻出度★☆☆
マルチコアプロセッサに関する記述のうち，最も適切なものはどれか。
平成25年度 秋期 ITパスポート試験 問66
テクノロジ系コンピュータ構成要素 › プロセッサ
这道题的解析和你的作答记录。
解説
問 66
错误ア
在一台 PC 中搭载多个微处理器（CPU）的结构是多处理器（multiprocessor），与在一个 CPU 内拥有多个核心的多核不同。而且，让各处理器同时执行相同的处理并核对结果，是为了检测故障或错误、提高可靠性的多重化（双重系统等容错设计）的思路。多核的各个核心并不是重复执行相同的处理，而是分担各自不同的处理，其目的也不是可靠性，而是提高处理能力。搭载的单位和目的都不一致，所以错误。
错误イ
首先在数字上就错了。四核处理器有 4 个核心，双核处理器有 2 个，所以核心数之比是 4 ÷ 2 = 2 倍，不会是 4 倍。此外，即使把核心数翻倍，处理能力也不会照样翻倍。程序中必然残留无法并行化的串行处理部分（阿姆达尔定律），而且还会产生对内存、缓存、总线的争用，以及操作系统的调度和同步开销，因此实际的性能提升通常小于核心数之比。即便附加了运算装置的结构和时钟频率相同这一条件，断定为 4 倍也不成立。
错误ウ
根据处理负载临时提高时钟频率的机制，是仅在功耗和温度尚有余量时才超过额定值运行的动态时钟控制（即所谓的睿频/加速功能）的说明，并不是多核处理器本身的定义。这一功能在单核处理器上也可以实现，反过来，即使是多核处理器，也有不具备该功能的产品。多核的本质不在于提高频率，而在于增加核心数量、让处理并行分担，所以该描述的着眼点偏离了，因而错误。
- エ
正解 正确答案是 エ。所谓多核处理器，是指在一个 CPU（处理器封装）的内部搭载了多个核心（core）的处理器，而核心是执行运算和控制的处理电路的集合体。核心实质上就是 CPU 的核心部分本身，核心为 2 个时称为双核，4 个时称为四核，8 个时称为八核。由于每个核心都能独立地取指令、译码并执行，因此可以让多个处理（线程或进程）真正地同时并行运行，从而提高单位时间内能够完成的工作量，也就是提高处理能力（吞吐量）。エ 把这一点准确地表述为「在一个 CPU 内拥有多个执行运算等操作的处理电路，各自同时执行不同的处理，以提高处理能力为目的」，其中内置的位置（一个 CPU 内）、拥有的东西（多个处理电路 = 核心）、工作方式（同时执行不同的处理）、目的（提高处理能力）这四点全部与定义相符。作为背景，过去人们通过提高时钟频率来提升 CPU 性能，但频率越高，功耗和发热就急剧增加并达到极限，因此设计方向转向了不勉强提高频率、而是增加核心数量来并行处理，掌握这一脉络会很有帮助。
ここがポイント
- 多核处理器的定义：在一个 CPU 中拥有多个执行运算等操作的处理电路（核心），各核心同时并行执行不同的处理，以提高处理能力（吞吐量）的处理器。核心 2 个为双核，4 个为四核。它是作为时钟频率的提升因发热和功耗的限制而停滞不前的应对措施而普及开来的。
- 与容易混淆的相似概念的区分：在一台设备中搭载多个 CPU 是多处理器；多重执行相同的处理并核对结果是为提高可靠性的多重化（容错）；根据负载临时提高时钟频率是动态时钟控制（睿频/加速功能）。另外，即使核心数变为 n 倍，性能也不会变成 n 倍（存在串行部分 = 阿姆达尔定律，以及资源争用和同步的开销），这一点也是高频考点。
用語