Презентация на тему Современные микропроцессоры

применения Hyper-Threading — не выполнение

двух (нескольких) задач одновременно,
а максимально возможная загрузка процессорных ресурсов.
Процессоры, выполненные по технологии Hyper-Threading, одновременно обраба-тывают две (несколько) нитей процессов, состоящие из потоков данных и команд двух (нескольких) разных приложений или различных частей одного.

по технологии Hyper-Threading

работают, серые простаивают.
1 — выполнение 1 нити на обычном

процессоре;
2 — выполнение 2 нитей на 2 разных процессорах стандартной 2-процессорной системой;
3 — одновременное выполне-ние 2 нитей на 1 процессоре с технологией Hyper-Threading;
4 — выполнение 4 нитей на 2 процессорах 2-процессор-ной системы с технологией Hyper-Threading.

числа инструкций, исполня-емых за один такт,
уменьшение числа

операций, необходи-мых для обработки одних и тех же объёмов данных (SIMD инструкции).
Performance = Frequency * IPC
Power =

стадий конвейера, до 4х инструкций за такт в каждом

ядре)
Intel Smart Memory Access (Оптимизация доступа к памяти, в т.ч. Memory Disambiguation)
Intel Advanced Smart Cache (Общий КЭШ 2го уровня, динамически распределяемый между ядрами)
Intel Advanced Digital Media Boost (128-битный SSE, расширенный набор команд)
Intel Intelligent Power Capability
Micro-ops fusion и macrofusion

технология выполнения большего количества команд за каждый такт, повышающая

эффективность выполнения приложений и сокращающая энергопотребление. Каждое ядро может выполнять до 4-х инструкций одновременно с помощью 14-стадийного конвейера.
Intel Intelligent Power Capability — технология, с помощью которой для исполнения задач активируется работа отдельных узлов чипа по мере необходимости, что значительно снижает энергопотребление системы в целом.
Intel Advanced Smart Cache — технология использования общей для всех ядер кэш-памяти 2-го уровня, что снижает энергопотребление и повышает производительность, при этом, по мере необходимости, одно из ядер может использовать весь
объём кэш-памяти при динамическом отключении другого ядра.
Intel Smart Memory Access — технология оптимизации работы подсистемы памяти, сокращающая время отклика и повышающая пропускную способность подсистемы памяти.
Intel Advanced Digital Media Boost — технология обработки 128-разрядных команд SSE, SSE2 и SSE3, широко используемых в мультимедийных и графических приложениях, за один такт.

и исполняет до 4 x86 инструкций одновременно.
Имеет 4 декодера

(1 для сложных инструкций и 3 – для простых).
6 портов запуска (1 – Load, 2 – Store и 3 универ-сальных).
Усовершенствованный блок предсказания переходов.
Увеличены буферы команд, используемые на различных этапах анализа кода для оптимизации скорости исполнения,
Длина конвейера составляет 14 стадий. Процессоры с микроархитектурой Core обладают поддержкой 64-битных расширений Enhanced Memory 64 Technology (EM64T).

когерентность.
Динамически распределяется между ядрами.

КЭШа 2го уровня, по 2 для КЭШей 1го уровня).
Memory

Disambiguation технология направлена на повышение эффективности работы алгоритмов внеочередного исполнения инструкций, осуществляющих чтение и запись данных в памяти. Она использует алгоритмы, позволяющие с высокой вероятностью устанавливать зависимость последовательных команд сохранения и загрузки данных, и даёт возможность, таким образом, применять внеочередное выполнение инструкций к этим командам.

технологии увеличивают числа исполняемых команд за такт.

1. Команда – это «связанные» декодером зависимые микро-инструкции, на которые распа-дается x86-команда. Это позволяет избежать ненужных простоев процессора, если связанные микроинструкции оказываются оторванными друг от друга в результате работы алгоритмов внеоче-редного выполнения.
2. Команда -- связанные между собой после-довательных x86-команд, например, сравнение со следующим за ним условным переходом, пред-ставляются внутри процессора одной микроинст-рукцией. Таким путём достигается как увеличение темпа исполнения кода, так и некоторая экономия энергии.

Современное ПО позволяет работать со 128-битовыми операндами

различного характера (векто-рами и целочисленными либо вещественными данными повышенной точности).
Этот факт заставил инженеров Intel задуматься об ускорении работы SSE блоков процессора, тем более что до настоящего времени процессоры Intel испол-няли одну SSE-инструкцию, работающую с 128-битными операндами, лишь за два такта.
Один такт тратился на обработку старших 64 бит.
Второй такт – на обработку младших 64 бит.
Микроархитектура Core позволяет ускорить работу с SSE инструкциями в два раза.

ICache 32K 8-way
L2 Cache 4M / 2 Cores
ITLB 128

ent
DTLB 256 ent
Устройства
5 Integer 3 ALU + 2 AGU
2 Load/Store (1 Load + 1 Store)
4 FP (FADD + FMUL + FLOAD + FSTORE)
3 SSE (128 bit)

при 1.2 ГГц
26.5 ГБ/сек

синергетических процессорных элементов
Ядро на основе 286 архитектуры
Поддержка векторных вычислений

128 бит
Отсутствие КЭШей
Локальная память 256 Кбайт с прямым доступом
Шина ввода вывода
Пропускная способность 76,8 Гбайт/с

POWER
Упорядоченное исполнение комманд
Поддержка SMT (многопоточность)
КЭШ
1го уровня: 32+32 Кбайт
2го уровня:

512 Кбайт

устройства с плавающей запятой
128 регистров по 128 бит
256 Кбайт

локальной памяти
Динамическая защита доступа к памяти