Введение в архитектуру Введение в архитектуру персональных персональных компьютеровкомпьютеров

Лекция Лекция доцента кафедры ИВТ ГрГУдоцента кафедры ИВТ ГрГУк.т.нк.т.нЛивак Е.Н.Ливак Е.Н.

Особенности микропроцессоров

2

Процессоры отличаются:Процессоры отличаются:• Внутренней архитектуройВнутренней архитектурой• Системой командСистемой команд

• Внешним видом (корпусом)Внешним видом (корпусом)

3

Набор командНабор командАрхитектуры Архитектуры CISC CISC и и RISCRISC

• Две основные архитектуры набора команд - Две основные архитектуры набора команд - CISC CISC и и RISCRISC

• CISCCISC – – Complete Instruction Set ComputerComplete Instruction Set ComputerАрхитектура с полным набором командАрхитектура с полным набором командМикропроцессоры Intel

• RISCRISC – – Reduced Instruction Set ComputerReduced Instruction Set ComputerАрхитектура с сокращенным набором командАрхитектура с сокращенным набором командПопулярны во всем мире, т.к. на такой архитектуре работают рабочие станции и серверы под управлением ОС Unix

4

Принципы Принципы RISCRISC-архитектуры-архитектуры

• Каждая команда выполняется за один такт (должен быть максимально коротким)

• Все команды имеют одинаковую длину и формат (упрощение логики управления процессором)

• Обработка данных происходит только в регистрах процессора, обращение к памяти только при операциях чтения и записи

• Система команд должна обеспечивать поддержку языка высокого уровня

50 инструкций в архитектурах 1 поколенияОколо 150 инструкций в современных RISC-

процессорах

5

Особенности СОсобенности СISCISC-архитектуры-архитектуры

• В систему команд добавлены «удобные» для программиста команды (маленькие подпрограммы)

Ускорение разработки программ Команды CISC-процессора имеют разную длину и

время выполнения Некоторые команды выполняются за несколько тактов

Производительность ниже

6

• CISC CISC и и RISCRISC – принципы и технологии. – принципы и технологии.• «Архитектура каждого конкретного процессора «Архитектура каждого конкретного процессора

представляет собой результат множества представляет собой результат множества компромиссов» (Хамахер и др.)компромиссов» (Хамахер и др.)

• CISCCISC-процессоры – персональные -процессоры – персональные компьютерыкомпьютеры

• RISCRISC-процессоры – высокопроизводительные -процессоры – высокопроизводительные серверы и рабочие станциисерверы и рабочие станции

7

Основные игроки на рынке Основные игроки на рынке процессоровпроцессоров

• Корпорация Корпорация IntelIntel• Фирма Фирма AMDAMD

(Advanced Micro Devices)(Advanced Micro Devices)

• CyrixCyrix• SunSun• MotorolaMotorola

8

Intel 8086Intel 8086• 1978 1978 годгод

• 16-разрядный!!! 16-разрядный!!! (внутренняя архитектура)(внутренняя архитектура)

• 20-разрядная шина адреса 20-разрядная шина адреса (1 Мб ОП)(1 Мб ОП)

• 16-разрядная шина данных16-разрядная шина данных

9

Intel 80Intel 80118686 и 80286 и 80286 ((19198282 год)год)

• 80186 – для встроенных интеллектуальных 80186 – для встроенных интеллектуальных устройствустройств

• 80286 – для ПК80286 – для ПК– Новые команды в системе командНовые команды в системе команд– Защищенный режим (поддержка Защищенный режим (поддержка

многозадачности)многозадачности)– Механизм переключения задачМеханизм переключения задач– Поддержка виртуальной памятиПоддержка виртуальной памяти– 4-уровневая система защиты4-уровневая система защиты

• 24-разрядная шина адреса (16 Мб ОП)24-разрядная шина адреса (16 Мб ОП)• 16-разрядная шина данных16-разрядная шина данных

10

Intel 80386Intel 80386 – – 1985 год1985 год

• В 1985 году фирма Intel выпустила первый 32-разрядный микропроцессор, ставший родоначальником семейства IA-32

• 32-разрядная арифметика!!!• Регистры блока обработки чисел с фиксированной

точкой стали 32-разрядными. • К каждому из них можно обращаться как к одному

двойному слову (32 разряда).

11

Intel 80386Intel 80386Архитектура 32-разрядного микропроцессора

существенно отличается от архитектуры 16-разрядного

• Увеличение разрядности шины данных и шины адреса до 32 бит (4 Гб ОП)

• Впервые на кристалле микропроцессора кэш-память 1 уровня (L1) – для временного хранения команд и данных

(Основной кэш (L2) – на системной плате)

• К используемым в реальном режиме четырем регистрам CS, DS, SS и ES добавлены еще два: FS и GS

12

Intel 80386Intel 80386• Кэширование – способ увеличения

быстродействия системы за счет хранения часто используемых данных и кодов в «кэш-памяти 1-го уровня» (быстрой памяти), находящейся внутри микропроцессора.

• Кэш-память – очень быстрое запоминающее устройство (время выборки из ОЗУ 60-70 нс; из кэша – 10-20 нс, т.е. в 3-4 раза быстрее)

ОП Кэш-память Процессор

13

КэшированиеКэшированиеИдеяИдея• Команды из ОП выбираются и пересылаются в

процессор, а их копии помещаются в кэш.

• Данные из основной памяти также пересылаются в процессор, а их копии помещаются в кэш.

• Если команда или данные понадобятся еще раз, они будут прочитаны не из памяти, а из кэша (например, циклы).

• Внутренняя скорость выполнения команд, прочитанных из такого кэша (на одном кристалле с процессором) выше, чем скорость выборки команд и данных из ОП.

14

Иерархия памятиИерархия памятиОбычно в компьютере имеется два уровня Обычно в компьютере имеется два уровня кэш-памяти.кэш-памяти.

• Первичный кэш располагается на микросхеме Первичный кэш располагается на микросхеме процеспроцесccора, называется кэшем первого уровня ора, называется кэшем первого уровня ((L1)L1)

• Вторичный кэш располагается между Вторичный кэш располагается между первичным кэшем и остальной памятью, первичным кэшем и остальной памятью, имеет больший объем и называется кэшем имеет больший объем и называется кэшем второго уровня второго уровня (L(L22))..

15

Иерархия памятиИерархия памяти

Вторичный кэш (L2)

Основная память

Внешняя память

Процессор

Регистры

Первичный кэш (L1)

Увеличение объема

Увеличение быстродействия и стоимости хранения одного бита

16

Иерархия памятиИерархия памяти1.1. Быстрее всего осуществляется доступ к Быстрее всего осуществляется доступ к

данным, хранящимся в регистрах процессораданным, хранящимся в регистрах процессора(самый маленький объем)(самый маленький объем)

2.2. Кэш процессора (Кэш процессора (LL1) – небольшой объем1) – небольшой объем3.3. Вторичный кэш (Вторичный кэш (LL2) – объем больше2) – объем больше4.4. Основная память (ОП) – значительно больше Основная память (ОП) – значительно больше

и намного медленнее кэша и намного медленнее кэша (в типичном компьютере время доступа к ОП в 10 раз (в типичном компьютере время доступа к ОП в 10 раз

дольше времени доступа к кэшу дольше времени доступа к кэшу LL11))..5.5. Дисковая память – огромный объем недорогой Дисковая память – огромный объем недорогой

памяти. Очень медленные операции.памяти. Очень медленные операции.

17

Управление иерархией памятиУправление иерархией памяти

«Идея управления иерархической системой памяти состоит в «Идея управления иерархической системой памяти состоит в том, чтобы переместить команды и данные , которые том, чтобы переместить команды и данные , которые будут использоваться в ближайшее время,будут использоваться в ближайшее время,

как можно ближе к процессору.»как можно ближе к процессору.»

Каждый элемент, к которому обращается процессор Каждый элемент, к которому обращается процессор помещается в кэш и остается там (локализация по помещается в кэш и остается там (локализация по времени).времени).

Копируется не только сам элемент программы или данных, но Копируется не только сам элемент программы или данных, но несколько близлежащих (локализация в пространстве).несколько близлежащих (локализация в пространстве).

«Когда кэш полон и обращение происходит к «Когда кэш полон и обращение происходит к отсутствующему слову памяти, принимается решение отсутствующему слову памяти, принимается решение какой из блоков удалить из кэша, чтобы добавить новый какой из блоков удалить из кэша, чтобы добавить новый блок, содержащий требуемое слово.»блок, содержащий требуемое слово.»

18

Intel 80386Intel 80386Упрощенные модели i386

• Intel 386 SX (поддержка только 16-разр.)• Intel 386 DX (32-разр.)

19

Intel 80Intel 80448686 – – 1989 год1989 год• В состав кристалла микропроцессора входит блок

обработки чисел с плавающей запятой (сопроцессор)

• На кристалле микропроцессора располагается также внутренняя кэш-память.

• Объем кэш-памяти составляет 8 Кбайт (для кэширования и кодов, и данных)

• Архитектура = ядро + периферийные блоки• Ядро работает на повышенной частоте

• Упрощенная модель - i486 SX• Intel 486 DX 2 – удвоенная частота для ядра• Intel 486 DX 4 – утроенная частота для ядра

20

Скалярная архитектура Скалярная архитектура Intel 80Intel 80448686В микропроцессоре i486 появился важный элемент

архитектуры – конвейер.

КОНВЕЙЕР – специальное устройство, реализующее такой метод обработки команд внутри микропроцессора, при котором исполнение команды разбивается на несколько этапов.

 

21

Скалярная архитектура Скалярная архитектура Intel 80Intel 80448686 i486 имеет 5-ступенчатый конвейер:1) выборка команды из кэш-памяти или ОП;2) декодирование команды;3) генерация адреса (определение операндов в памяти);4) выполнение операции с помощью арифметико-логического

устройства;5) запись результата.

Таким образом, на конвейере может находиться одновременно пять команд на различной стадии выполнения существенно возрастает скорость вычислений.

 

Микропроцессоры, имеющие один конвейер, называются скалярными

22

Длительность выполнения команд Длительность выполнения команд при последовательной и конвейерной обработкепри последовательной и конвейерной обработке

Количество команд

Время

при последовательной обработке

при конвейерной обработке

1 100 150

2 200 240

10 1000 420

100 10000 3120

23

Одновременно с Одновременно с Intel 80Intel 80448686 • Более дешевые и Более дешевые и

высокопроизводительные по высокопроизводительные по сравнению с сравнению с Intel 486 DX 4

процессоры фирм процессоры фирм AMD AMD и и CyrixCyrix• AMD – K5• Am5x86-P75• Cyrix 5x86• (на данном этапе чуть обогнали)

24

Intel Pentium (586)Intel Pentium (586) – – 1993 1993 годгод

Суперскалярная архитектураСуперскалярная архитектураМикропроцессоры, имеющие более одного Микропроцессоры, имеющие более одного

конвейера, называются конвейера, называются суперскалярными.суперскалярными.• Pentium - 2 конвейера (+ 1 для вещественных чисел)

Усовершенствованный блок вычислений с плавающей Усовершенствованный блок вычислений с плавающей точкойточкой

В Pentium обычные математические функции вычислений с плавающей точкой (+, *, / ) реализованы аппаратно (целочисленная конвейеризация дополнена 8-тактовыми конвейерными командами вычислений с плавающей точкой).

Итого 3 конвейера – 2 для целочисленных операций (5-тактовые), 1 – для операций с плавающей точкой (8-тактовые).

25

Intel Pentium (586)Intel Pentium (586)

Раздельное кэширование кода и данныхРаздельное кэширование кода и данныхPentiumPentium содержит уже 2 блока кэш-памяти: содержит уже 2 блока кэш-памяти: один для кода, один для данных (по 8 Кб) один для кода, один для данных (по 8 Кб)

увеличивается скорость работы компьютера за счет увеличивается скорость работы компьютера за счет одновременного быстрого доступа к коду и данным.одновременного быстрого доступа к коду и данным.

Расширенная 64-битовая шина данных Расширенная 64-битовая шина данных Ускорение работы с памятью (за один такт

считывается/записывается сразу несколько 8-байтных команд/данных )

Расширенная 64-битовая шина адреса Расширенная 64-битовая шина адреса (объем ОП памяти)(объем ОП памяти)

32-разрядная внутренняя архитектура!!!32-разрядная внутренняя архитектура!!!

26

Intel Pentium (586)Intel Pentium (586)

Предсказание правильного адреса переходаПредсказание правильного адреса переходаПод переходом понимается запланированное алгоритмом

изменение последовательного характера выполнения программы.

Типичная программа на каждые 6-8 команд содержит 1 команду перехода (условные операторы, операторы цикла, оператор безусловного перехода и т.д.)

через каждые 6-8 команд необходимо очищать и заполнять заново конвейер теряются преимущества конвейеризации.

27

Механизм предсказания переходаМеханизм предсказания перехода

Вводится специальный буфер адресов перехода, Вводится специальный буфер адресов перехода, который хранит информацию о последних переходах который хранит информацию о последних переходах (для (для

PentiumPentium – о 256 переходах). – о 256 переходах).

Для команды, управляющей ветвлением, в буфере Для команды, управляющей ветвлением, в буфере запоминаются сама команда, адрес перехода и запоминаются сама команда, адрес перехода и предположение о том, какая ветвь программы будет предположение о том, какая ветвь программы будет выполнена следующей. выполнена следующей.

Блок предсказания адреса перехода прогнозирует Блок предсказания адреса перехода прогнозирует решение программы. решение программы.

ООн основывается на предположении, что ветвь, которая н основывается на предположении, что ветвь, которая была пройдена, будет использоваться снова (т.е. была пройдена, будет использоваться снова (т.е. прогнозируется переход на начало цикла). прогнозируется переход на начало цикла).

Если предсказание верно, переход осуществляется без Если предсказание верно, переход осуществляется без задержки задержки увеличение скорости работы. Вероятность увеличение скорости работы. Вероятность правильного предсказания составляет около 80%.правильного предсказания составляет около 80%.

28

Архитектурные особенности Архитектурные особенности процессоровпроцессоровPentiumPentium

• Суперскалярная архитектураСуперскалярная архитектура

• Раздельное кэширование кода и данныхРаздельное кэширование кода и данных

• Предсказание правильного адреса переходаПредсказание правильного адреса перехода

• Усовершенствованный блок вычислений с Усовершенствованный блок вычислений с плавающей точкойплавающей точкой

• Расширенная 64-битовая шина данных и Расширенная 64-битовая шина данных и шина адресашина адреса

29

Pentium Pro – Pentium Pro – 1995 1995 годгод

• Кэш-память использует собственную шину, Кэш-память использует собственную шину, независимую от системнойнезависимую от системной

= архитектура с двумя независимыми шинами= архитектура с двумя независимыми шинамиУвеличение пропускной способности каналов передачи Увеличение пропускной способности каналов передачи

данныхданных

3 3 конвейера по 14 ступенейконвейера по 14 ступеней 64-64-разрядная шина данных, 36-разрядная шина адресаразрядная шина данных, 36-разрядная шина адреса 16 Кб внутренней кэш-памяти (8+8)16 Кб внутренней кэш-памяти (8+8) 256 Кб - кэш второго уровня (в одном модуле с 256 Кб - кэш второго уровня (в одном модуле с

микропроцессором, но на отдельной микросхеме)микропроцессором, но на отдельной микросхеме)

30

Pentium MMX – Pentium MMX – 1997 1997 годгод

• Ускорение 2Ускорение 2D-D- и 3 и 3D-D-графики за счет графики за счет дополнительных регистров и типов данныхдополнительных регистров и типов данных

• + 57 команд команд для эффективной + 57 команд команд для эффективной обработки звука, видео, графики.обработки звука, видео, графики.

(операции, для которых (операции, для которых Pentium Pentium требовалось выполнить десятки или требовалось выполнить десятки или сотни команд закодированы одной инструкцией)сотни команд закодированы одной инструкцией)

• !!! Под конкретное ПО – ОС !!! Под конкретное ПО – ОС Windows 95Windows 95..

31

Pentium II – Pentium II – 1997 1997 годгод

• Улучшенные технические характеристикиУлучшенные технические характеристики((Pentium Pro + Pentium Pro + средства средства MMX)MMX)• Рост тактовой частотыРост тактовой частоты

• Кэш-память Кэш-память LL1 – 32 Кб (16+16)1 – 32 Кб (16+16)• Кэш-память Кэш-память LL2 – 32 Кб2 – 32 Кб

32

Pentium III – Pentium III – 1999 1999 годгод

• Усовершенствовано ядро процессораУсовершенствовано ядро процессора• Улучшена работа кэша Улучшена работа кэша LL2 (объем 256 Кб)2 (объем 256 Кб)• 10-ступенчатый конвейер10-ступенчатый конвейер

33

Pentium Pentium 44 – – 20002000 годгод(7 поколение компьютеров)(7 поколение компьютеров)

• По-прежнему, 32-разрядная внутренняя архитектура!!!По-прежнему, 32-разрядная внутренняя архитектура!!!• Улучшенные характеристики традиционных блоков и Улучшенные характеристики традиционных блоков и

технологийтехнологий• Новые технологииНовые технологии

– Данные считываются 4 раза за 1 тактДанные считываются 4 раза за 1 такт– Гиперконвейерная обработка данныхГиперконвейерная обработка данных– 20-ступенчатый конвейер (не очень хорошо)20-ступенчатый конвейер (не очень хорошо)– Блок быстрого выполнения команд работает на удвоенной Блок быстрого выполнения команд работает на удвоенной

частоте ядрачастоте ядра– Кэш-память с отслеживанием выполнения командКэш-память с отслеживанием выполнения команд– Кэш-память Кэш-память L2 (256 L2 (256 КбКб)) интегрирована в микросхему. интегрирована в микросхему.– Кэши Кэши l1, L2l1, L2 соединены и обеспечивается быстрая передача соединены и обеспечивается быстрая передача

данных между нимиданных между ними

34

Процессоры Процессоры Intel CeleronIntel Celeron

Упрощенная версия Упрощенная версия процессоров процессоров Pentium II, III Pentium II, III и 4 (для дешевых ПК)и 4 (для дешевых ПК)

• уменьшен объем кэша уменьшен объем кэша LL2 в 2 раза2 в 2 раза• Уменьшена разрядность шинУменьшена разрядность шин• Отсутствует ряд расширенных функцийОтсутствует ряд расширенных функций

35

Процессоры Процессоры AMDAMD• Более 20 лет конкурентной борьбы с корпорацией Более 20 лет конкурентной борьбы с корпорацией IntelIntel• 7 поколение компьютеров в7 поколение компьютеров в 2000 2000 году представлено году представлено

AMD K7 AMD K7 ((Athlon)Athlon)

Первыми наладили производство процессора 8 Первыми наладили производство процессора 8 поколения – с 64-разрядной внутренней поколения – с 64-разрядной внутренней архитектурой!!!архитектурой!!!

Сперва Сперва для промышленного применения – для промышленного применения – AMD OpteronAMD OpteronЗатем для настольных ПК – Затем для настольных ПК – AMD64AMD64!!! !!! Требуется новая ОС, новое прикладное ПОТребуется новая ОС, новое прикладное ПОAthlonAthlon64 – 64 – одновременная поддержка и 32- и 64-разрядного ПОодновременная поддержка и 32- и 64-разрядного ПО

36

МНОГОЯДЕРНЫЕ процессорыМНОГОЯДЕРНЫЕ процессоры

• Новая эра началась в 2005 годуНовая эра началась в 2005 году(появилась информация о производстве (появилась информация о производстве 9-ядерных процессоров корпорации 9-ядерных процессоров корпорации IBM IBM для для

игровой приставки игровой приставки Play Station 3)Play Station 3)

AMD AMD ии Intel Intel начали производство начали производство двухъядерных процессоровдвухъядерных процессоров

37

Многоядерные процессоры Многоядерные процессоры IntelIntel

• Intel Pentium DIntel Pentium D• Intel Pentium 4 Extreme EditionIntel Pentium 4 Extreme Edition

– На кристалле формируется 2 стандартных На кристалле формируется 2 стандартных процессора процессора PentiumPentium, ,

– добавляются схемы для синхронизации их работыдобавляются схемы для синхронизации их работы• (ГРЕЕТСЯ!!!)(ГРЕЕТСЯ!!!)

• Intel Core 2Intel Core 2– Интегрирует 2 ядра вместеИнтегрирует 2 ядра вместе– (снижение энергопотребления)(снижение энергопотребления)

38

Семейство Семейство Intel Core 2Intel Core 22006 год2006 год• Intel Core 2 Duo Intel Core 2 Duo • Intel Core 2Intel Core 2 ExtremeExtreme – 4-ядерный – 4-ядерный

– для серверов и игровых ПКдля серверов и игровых ПК2007 год2007 год• Intel Core 2Intel Core 2 Quad Quad

– для настольных ПК массового спросадля настольных ПК массового спроса

««Представленные летом 2006 года х86-процессоры Intel с новой Представленные летом 2006 года х86-процессоры Intel с новой микроархитектурой Сore впервые за последние годы резко микроархитектурой Сore впервые за последние годы резко опередили процессоры AMD по производительности, обладая при опередили процессоры AMD по производительности, обладая при этом более низким энергопотреблениемэтом более низким энергопотреблением» (Кузьминский)» (Кузьминский)

39

Семейство Семейство Intel Core 2Intel Core 2 Тактовая частота в 2 раза меньше, Тактовая частота в 2 раза меньше, маленькое тепловыделение. маленькое тепловыделение.

В 2 раза выше производительность по сравнению с В 2 раза выше производительность по сравнению с Pentium 4Pentium 4..

Усовершенствования:Усовершенствования:• 14-ступенчатый (целочисленный) конвейер 14-ступенчатый (целочисленный) конвейер

4 команды одновременно выполняются за каждый такт4 команды одновременно выполняются за каждый такт• Кэш Кэш LL2 на кристалле двухядерного процессора – один на 2 2 на кристалле двухядерного процессора – один на 2

ядраядра«Применение общего кэша позволяет динамически распределять его емкость между ядрами. При этом исчезает необходимость дублировать общие для обоих ядер данные, как это происходит при использовании каждым ядром собственного кэша второго уровня.» (Кузьмицкий)

40

Новое в технологии Новое в технологии CoreCore Предсказание переходов

Кроме традиционных средств предсказания переходов для Pentium 4 (буфер «целей» перехода BTB, калькулятор адресов перехода BAC и стек адресов

возврата RAS)

в Core имеется еще два предсказателя.

1. Детектор циклов - служит для правильного предсказания выхода из цикла. Обычное предсказание переходов на основе предыстории будет предсказывать очередное выполнение цикла. Чтобы предсказать выход из цикла, специальные счетчики отслеживают число итераций цикла до его завершения и используют эти данные в будущем для предсказания, когда из этого цикла следует выйти.

41

Новое в технологии Новое в технологии CoreCore Предсказание переходов

Кроме традиционных средств предсказания переходов для Pentium 4 (буфер «целей» перехода BTB, калькулятор адресов перехода BAC и стек адресов

возврата RAS)

в Core имеется еще два предсказателя.

2. 2. Предсказатель косвенных переходов - относится к переходам, адрес которых не кодируется в команде непосредственно, а задается содержимым регистра (такие переходы предсказывать сложнее).Этот предсказатель содержит таблицу, в которую заносятся вероятные адреса косвенных переходов. Когда фронтальная часть процессора обнаруживает косвенный переход и предсказывает, что он произойдет, он запрашивает эту таблицу, выбирая из нее соответствующий целевой адрес перехода

42

Процессор Intel® Core™2 DuoПроцессор Intel® Core™2 Duo

• высокая производительностьвысокая производительность• энергоэкономичностьэнергоэкономичность

• изготовлены по 45-нанометровой производственной изготовлены по 45-нанометровой производственной технологии с использованием соединений гафния. технологии с использованием соединений гафния.

• общая кэш-память второго уровня объёмом до 6 МБ общая кэш-память второго уровня объёмом до 6 МБ • системная шина с частотой до 1333 МГц (для системная шина с частотой до 1333 МГц (для

настольных ПК) и до 800 МГц (для портативных ПК)настольных ПК) и до 800 МГц (для портативных ПК)

43

Двухъядерный процессор Двухъядерный процессор Intel® Core™2 ExtremeIntel® Core™2 Extreme

• «Двухъядерные процессоры Intel Core 2 Extreme «Двухъядерные процессоры Intel Core 2 Extreme обеспечивают энергосбережение и высокую обеспечивают энергосбережение и высокую производительность в играх, а также потрясающее производительность в играх, а также потрясающее качество видео и звука.» качество видео и звука.» [www.intel.ru][www.intel.ru]

44

4-ядерный процессор 4-ядерный процессор Intel® Core™2 ExtremeIntel® Core™2 Extreme

• обеспечивает еще более высокую производительность обеспечивает еще более высокую производительность и пониженное энергопотреблениеи пониженное энергопотребление

• Процессор Intel Core 2 Extreme QX9650 Процессор Intel Core 2 Extreme QX9650 – частота 3,0 ГГц частота 3,0 ГГц – 12 МБ общей кэш-памяти второго уровня12 МБ общей кэш-памяти второго уровня– системная шина с частотой 1333 МГцсистемная шина с частотой 1333 МГц

45

Четырехъядерный процессор Четырехъядерный процессор Intel® Core™2 QuadIntel® Core™2 Quad «обеспечивает высочайшую скорость «обеспечивает высочайшую скорость выполнения ресурсоемких задач выполнения ресурсоемких задач в многозадачных средах и в многозадачных средах и максимальную производительность максимальную производительность многопоточных приложений»многопоточных приложений»

• Четыре ядра, Четыре ядра, • до 12 МБ общей кэш-памяти второго уровнядо 12 МБ общей кэш-памяти второго уровня

(до 6 МБ на каждые 2 ядра),(до 6 МБ на каждые 2 ядра),• системная шина с частотой до 1333 МГц системная шина с частотой до 1333 МГц

46

Многоядерные процессоры Многоядерные процессоры AMDAMD

2006 2006 годгодAMD Athlon 64 X2 Dual CoreAMD Athlon 64 X2 Dual Core((двадва 64- 64-разрядных процессора на 1 кристалле)разрядных процессора на 1 кристалле)• 2 ядра, у каждого свой кэш 2 ядра, у каждого свой кэш L2L2

Ядра сильнее интегрированы, чем у Ядра сильнее интегрированы, чем у IntelIntel, меньше , меньше нагрев процессоранагрев процессора

47

ПрогнозПрогноз

«Многоядерные микропроцессоры предоставляют «Многоядерные микропроцессоры предоставляют большую вычислительную мощность большую вычислительную мощность посредством параллелизма, предлагают посредством параллелизма, предлагают лучшую системную организацию, работают на лучшую системную организацию, работают на меньших тактовых частотах»меньших тактовых частотах»

«Основной путь развития «Основной путь развития микропроцессоров – рост числа ядер микропроцессоров – рост числа ядер в микросхеме» в микросхеме» (Кузьминский)(Кузьминский)

48

2007 год• Был продемонстрирован прототип микропроцессора

Intel, имеющего производительность уровня небольших суперкомпьютеров — 1 TFLOPS.

• Довольно крупная микросхема прототипа состоит из 80 процессорных ядер на одном кристалле, работающих на частоте 3,1 ГГц.

• Подобный процессор позволил бы компьютеру выполнять, например, автоматический перевод с одного языка на другой в реальном времени.