Архітектура комп'ютерів

Itanium перший мікропроцесор, в основу якого встановлена 64-розрядна архітектура IA-64. Це абсолютно нова архітектура процесора, в якій використовується концепція

Архітектура компютерів

Контрольная работа

Компьютеры, программирование

Другие контрольные работы по предмету

Компьютеры, программирование

Сдать работу со 100% гаранией
есора додаткову шину, звану спеціалізованою (або виділеної) шиною кеша. Кеш-пам'ять другого рівня була сполучений з цією шиною і могла працювати на будь-якій тактовій частоті. Спочатку це було реалізовано в Pentium Pro, де кеш-пам'ять другого рівня була встановлена в корпусі процесора і працювала на його тактовій частоті. Проте таке рішення виявилося дуже дорогим, і тому кеш-пам'ять другого рівня була переміщений з корпусу процесора на картрідж, в який тепер упаковується Pentium II. В цьому випадку шина кеша могла працювати на будь-якій тактовій частоті, і спочатку вона працювала на частоті, удвічі меншої тактової частоти процесора. За наявності кеша на додатковій шині, безпосередньо сполученій з процесором, його швидкодія сумірно з швидкодією процесора. Якби швидкодія кеша обмежувалася тактовою частотою системної плати (наприклад, 66 або 100 Мгц), як у разі використовування гнізда типа Socket 7 (процесор P5), тактова частота кеш-пам'яті була б рівна Шосте покоління процесорів: P6 (686) 167 66 Мгц, навіть якщо частота процесора дорівнювала б 333 Мгц; на більш новій плати кеш “зав'язнув” би на тактовій частоті 100 Мгц при частоті процесора 500МГц і вище. У міру зростання тактової частоти процесора з подвійною незалежною шиною за рахунок більш високих множників тактової частоти системної плати швидкодія кеша збільшується в ту ж кількість раз що і тактова частота процесора. Іншими словами, швидкодія кеш-пам'яті на подвійній незалежній шині збільшується пропорційно швидкодії процесора. Архітектура подвійної незалежної шини необхідна для підвищення ефективності процесора, що працює на тактовій частоті 300МГц і вище. Із старим гніздом типа Socket 7 (для процесорів P5) таких тактових частот досягти було неможливо і довелося б нести величезні втрати в ефективності через повільну (прив'язаної до тактової частоти системної плати) кеш-пам'яті другого рівня. Саме тому тактова частота процесорів Pentium класу P5 не перевершує 266 Мгц; процесори P6 працюють на тактових частотах 500 Мгц і вище. Нарешті, в архітектурі P6 були розширені обчислювальні можливості суперскаляра процесорів P5: додані нові пристрої виконання команд, а команди розбиті на спеціальні мікрооперації. Можна сказати, що команди CISC реалізовані як послідовності команд RISC. Складність команд рівня RISC нижче, і тому організувати їх більш ефективну обробку в паралельно працюючих пристроях виконання команд набагато простіше. Якщо ви пам'ятаєте, P5 мав тільки два модулі виконання команд, тоді як P6 має не менше шести окремих спеціалізованих (виділених) модулів. Такий суперскаляр називається трьохконвейєрним (множинні модулі виконання команд можуть виконувати до трьох команд в одному циклі). Крім всього іншого, в архітектуру P6 вбудована підтримка багатопроцесорної системи, вдосконалені засоби виявлення і виправлення помилок, а також оптимізовано виконання 32-розрядного програмного забезпечення. Pentium Pro, Pentium II/III і інші процесори шостого покоління це не просто Pentium з більш високою швидкодією, вони мають багато додаткової нагоди і більш досконалу архітектуру. Ядро мікросхеми RISC-подібне, а команди більш високого рівня належать до класичної для Intel архітектури CISC. Розчленовувавши CISC-команди на окремі команди RISC і виконуючи їх на паралельно працюючих конвейєрах, Intel добивається збільшення загальної швидкодії. В порівнянні з Pentium, працюючим на тій же тактовій частоті, процесори P6 швидше виконують 32-розрядне програмне забезпечення. В процесорах P6 засобу динамічного виконання оптимізовані, в першу чергу, з метою підвищення ефективності при виконанні 32-розрядного програмного забезпечення (наприклад, такого як Windows NT/2000). Якщо ви використовуєте 16-розрядне програмне забезпечення на зразок операційних систем Windows 9х (які частина часу працюють в 16-розрядному середовищі) або ще старіші додатки, P6 не забезпечуватиме очікуваного підвищення ефективності. Це пояснюється тим, що в даному випадку не будуть до кінця використані можливості динамічного виконання. Тому Windows NT/2000 часто розцінюють як найбажанішу операційну систему для процесорів Pentium Pro, Celeron і Pentium II/III. Хоча ці процесори чудово працюють під управлінням Windows 9х, тільки Windows NT/2000 повністю використовує переваги P6. Причому ці переваги використовуються не стільки самою операційною системою, скільки додатками під її управлінням. Думаю, що розробники при створенні програмного забезпечення не забаряться скористатися всіма перевагами процесорів шостого покоління. Для цього знадобляться сучасні компілятори, які зможуть підвищити ефективність виконання 32-розрядного коду у всіх процесорах Intel. Але раніше потрібно поліпшити передбаченість коду щоб можна було використовувати переваги динамічного виконання множинного прогнозу галужень.

Itanium перший мікропроцесор, в основу якого встановлена 64-розрядна архітектура IA-64. Це абсолютно нова архітектура процесора, в якій використовується концепція VLIW (Very Long Instruction Words дуже довгі командні слова), прогноз команд, виділення переходу, попереджуюче завантаження і інші вдосконалені методи, що дозволяють збільшити паралелізм програмного коду. Нова мікросхема міститиме як елементи RISC, так і CISC. Існує ще одна нова архітектура, яку Intel називає EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing команди явно паралельних обчислень); вони дають вказівку процесору виконувати одночасно декілька команд. В Itanium в 128-розрядному слові закодовано три команди, кожна з них міститиме ще декілька додаткових бітів, на відміну від сьогоднішніх 32-розрядних команд. Додаткові біти дозволяють адресувати більшу кількість регістрів і використовуються для управління процедурою паралельного виконання команд в процесорі. Все це спрощує проектування процесорів з багатьма модулями для паралельного виконання команд і дозволяє підвищити їх тактову частоту. Іншими словами, крім здатності одночасно виконувати декілька окремих команд усередині процесора, Itanium може зв'язуватися з іншими мікросхемами і створювати середовище паралельної обробки. Крім нових можливостей і абсолютно нової 64-розрядної системи команд, Intel і Hewlett-Packard гарантують повну сумісність “вниз” від Itanium до нинішнього 32-розрядного програмного забезпечення Intel x86 і програмного забезпечення PA-RISC фірми Hewlett-Packard. В Itanium з'єднано три різні процесори в одному, а це значить що Itanium зможе одночасно виконувати вдосконалене, явно “паралельне” програмне забезпечення з архітектурою IA-64, Windows (з архітектурою IA-32) і програми HP-RISC UNIX. Таким чином, Itanium підтримує 64-розрядні команди при збереженні сумісності з сьогоднішніми 32-розрядними додатками. Щоб використовувати переваги 32-розрядних комп'ютерів, першим з яких був 386-й, необхідно було написати нове програмне забезпечення. На жаль, індустрія створення програмного забезпечення розвивається набагато повільніше індустрії апаратних засобів. Пройшло цілі 10 років після появи процесора 386, перш ніж Microsoft випустила Windows 95 першу 32-розрядну операційну систему. В Intel стверджують, що таке не може трапитися з Itanium: Microsoft вже почала працювати над 64-розрядною версією Windows NT. Проте, не дивлячись на це, швидше за все, буде потрібно декілька років, щоб ринок програмного забезпечення переорієнтувався на 64-розрядні операційні системи і 64-розрядне програмне забезпечення. Зараз встановлено дуже багато 32-розрядних процесорів, і зворотна сумісність з 32-розрядним режимом дозволить Itanium швидко виконувати 32-розрядне програмне забезпечення, оскільки для цього будуть передбачені апаратні засоби, а не емуляція за допомогою програмного забезпечення. При виготовленні Itanium використовується 0,18-мікронна технологія. Це дозволить зменшити розмір транзистора, а значить, збільшити їх кількість на кристалі. Модернізація процесора 209 Головна мета розробки архітектури IA-64 полягає в тому, щоб створити мікросхеми які домінували б на ринку робочих станцій і серверів і могли конкурувати з такими мікросхемами, як Digital Alpha, Sun Sparc і Motorola PowerPC. Компанія Microsoft розробляє версію операційної системи Windows NT для P7, а фірма Sun версію Solaris (програмне забезпечення для операційної системи UNIX). NCR вже оголосила, що будуватиме Solaris-системи на основі Itanium. В процесорі Itanium застосовується новий тип корпусу Pin Array Cartridge (РАС); вага процесора близько 170 г Розділення ланцюгів сигналів і живлення Підкладка Статична кеш-память. Шина кеша працює на частоті ядра Itanium має три рівні кеш-пам'яті: стандартні перший і другий рівні і кеш-пам'ять третього рівня, розташовану на окремому кристалі. Вся кеш-пам'ять встановлюється в картриджі процесора. Iiaa.iecaoey i.ioanni.a При створенні процесора 486 і більш пізніх Intel, враховуючи той факт, що може бути потрібно нарощування обчислювальних можливостей, розробила стандартні гнізда типа Socket, які підходять для ряду процесорів. Таким чином, маючи системну плату з гніздом типа Socket 3, можна встановити в нього фактично будь-який процесор 486, а маючи системну плату з гніздом типа Socket 7 будь-який процесор Pentium. Щоб максимально використовувати можливості системної плати, ви можете встановити найшвидший процесор з числа підтримуваних вашою платою. Звичайно це визначається типом гнізда на системній платі. Допустимо (найшвидший) процесор можна встановити в конкретний тип гнізда. Наприклад, якщо ваша системна плата має гніздо типа Socket 5 для Pentium, можете встановити процесор Pentium MMX 233 Мгц з перетворювачем напруги 2,8В або AMD-K6. Якщо у вас гніздо типа Socket 7, значить, ваша системна плата підтримує (безпосередньо, без яких-небудь перетворювачів) більш низьку напругу, необхідну наприклад, для Pentium MMX або AMD-K6. Заміна процесора може в деяких випадках подвоїти ефективність системи, наприклад якщо Pentium 100 поміняти на Pentium MMX 233. Проте якщо у вас Pentium 233, то замінити його ви не зможете, оскільки це найшвидший п

Похожие работы

< 1 2 3 >