Новости Словари Конкурсы Бесплатные SMS Знакомства Подари звезду
В нашей
базе уже
59876
рефератов!
Логин

Пароль

Процессор Pentium

Процессор Pentium.
Процессор Pentium Курсовая сдавалась в декабре 2000г. в ОГУ, кафедра ПИ,


ВМКСС


Дополнение к моей курсовой:


О конвеере Р4 более подробно (www.ixbt.ru)



Intel Willamette. Первый взгляд

1999 год стал не слишком удачным годом для Intel. И Direct RDRAM был
воспринят индустрией без особого энтузиазма, и VIA более чем удачно сыграла
со своим Apollo Pro133/133A. Что касается процессоров, то не все было
гладко и здесь. AMD, наконец, смогла полностью использовать весь потенциал
своих инженеров и предложить процессор, выводящий ее из рыночной ниши
производителя недорогих процессоров уровня Low-End и чуть выше. Более того,
ее Athlon, вышедший на полгода позже Pentium III, оказался весьма и весьма
перспективным процессором в плане роста тактовой частоты. Предположительно,
в конце 2000 года процессоры из этой линейки должны достигнуть уровня
порядка 1.4 ГГц. И это в то время, когда последнее детище Intel, вышедшее
этой осенью - Coppermine, оказалось куда менее разгоняемым и к концу года,
предположительно, должно достигнуть скорости около лишь 1 ГГц.
Что должен был сделать в такой ситуации Intel? Наверное, ускорить
выход своего следующего x86 ядра, последнего IA32 ядра для пользователей -
Willamette. Первоначально, срок выхода процессоров на этом ядре колебался
где-то между концом 2000 года и началом 2001. Соответственно, первое
появление образцов чипа ожидалось где-то ближе к лету. И вот, в январе
неожиданно выясняется, что Intel уже получил на руки первый чип, а в апреле
компания намерена начать поставку образцов своим особо приближенным
партнерам.
Тем временем приближался февраль - месяц двух крупных событий в мире
процессоров, конференции ISSCC и форума разработчиков Intel - IDF. Одним из
самых ожидаемых событий ISSCC была демонстрация 1 ГГц Willamette. Однако,
ничего подобного не произошло - Intel продемонстрировал там всего лишь 1
ГГц Coppermine, опять уступив первенство AMD с ее 1.1 ГГц Athlon. Но зато
как он отыгрался на IDF! Там компания, опять совершенно неожиданно,
продемонстрировала Willamette, работающий на частоте 1.5 ГГц. Впечатляет,
что и говорить. Интересно, изменится ли картина, если посмотреть на нее
более пристально?
Willamette должен стать первой за долгие годы серьезной переделкой
архитектуры P6. Пожалуй, за последние пять лет, с момента выхода Pentium
Pro, в этой области не происходило ничего более значительного:
асимметричное ядро, с блоками, работающими на различных скоростях,
значительно улучшенная версия суперскалярного механизма исполнения
инструкций, новый кэш, отслеживающий порядок выполнения инструкций,
переработанные блоки операций с мультимедиа данными и числами с плавающей
запятой, огромный набор новых инструкций на все случаи жизни, совершенно
новая 100 МГц шина, передающая по 4 пакета данных за такт, что дает нам
результирующую частоту 400 МГц, конвейер выполнения инструкций из 20
шагов... Хватит?
А теперь попробуем пройтись по пунктам. И начнем с того, что
собственно позволило новому процессору Intel достичь столь высокой тактовой
частоты - конвейера выполнения инструкций. Для начала учтем, один
общепринятый факт - чем длиннее конвейер, тем легче наращивать тактовую
частоту, но тем меньше производительности получается на каждый полученный
мегагерц. И наоборот. Почему так? Потому что, чем на большее количество
стадий рассчитан конвейер, тем меньше работы приходится на каждый отдельный
такт, тем быстрее этот самый такт выполняется. Но! Допустим, у нас имеется
простейший блок из нескольких, связанных друг с другом операций:
1) A=B+C
2) D=A+1
То есть, операция 1 будет находиться в кэше инструкций столько
времени, сколько понадобится для выполнения операции 2. А она будет
выполняться тем больше тактов, чем длиннее конвейер. А кстати, какой длины
он у сегодняшних процессоров? Pentium III имеет конвейер длиной 12 (17
стадий FPU), Athlon - 10 стадий (15 стадий FPU), Alpha - 7 стадий (10
стадий FPU). Как видим на основании этих данных, Willamette является
абсолютным чемпионом по длине конвейера, то есть, имеет самое меньшее время
выполнения такта, позволяющее достичь максимальной тактовой частоты, но и
самые большие задержки для связанных друг с другом операций (операции 2
придется ждать 20 тактов, пока не выполнится до конца операция 1).

Впрочем, не все так просто. Во первых, в буфере всегда будет
находиться некоторое количество инструкций, не требующих знания результата
выполнения предыдущих (простейший пример: A=1+2). Их тоже можно начинать
выполнять во время выполнения операции 1 (в сегодняшних процессорах
находится несколько исполнительных модулей, умеющих работать параллельно),
чтобы не было простоя во время ожидания, пока та пройдет весь конвейер и
можно будет приступить к выполнению операции 2.
Другой вопрос, что чем длиннее конвейер (и, соответственно, время
выполнения инструкций), тем меньше вероятность, что в буфере удастся найти
достаточно таких независимых инструкций, для того, чтобы полностью
загрузить исполнительные модули во время ее выполнения операции 1. И здесь
немаловажную роль имеет объем этого буфера. Для информации - у Pentium III
он имеет объем 40 микроопераций, (одна x86 инструкция в среднем равна
примерно полутора микрооперациям). У Willamette его объем, по утверждению
Intel, должен значительно возрасти, результат очевиден.
(Кстати, о кэше. Предполагаемый объем кэша первого уровня Willamette -
256 Кбайт, в 8 (!) раз больше, чем у Pentium III и в два раза больше, чем у
Athlon. Объем кэша второго уровня неизвестен, но предполагается, что он
будет менее 1 Мбайт - 512 Кбайт?).
Во вторых, в действие вступает алгоритм предсказания переходов - чем
длиннее конвейер, тем более важным становится предсказание того, выполнение
какой инструкции понадобится, задолго до самого процесса ее выполнения. И,
естественно, ошибка на этой стадии - выбор не той ветви, по которой пойдет
процесс выполнения программы, будет весьма и весьма сказываться на
производительности процессора. И она будет тем более критична, чем длиннее
конвейер - одна ошибка в выборе исполняемых операций в самом начале, и пока
досчитается весь конвейер, и выяснится, что считалось совсем не то... Intel
пообещал в Willamette значительно повысить точность процесса предсказания
переходов, "скомбинировав все доступные на сегодня схемы предсказаний". По
некоторым сведениям, эффективность этого алгоритма в Willamette достигла 95
процентов.
Одним из инструм
Умар.Ш. был тут !!!!!
 
давайте изгоним мат !!!
 
ДОБРОЙ НОЧИ ОТ Ъ
ЛОКИ ИНО
 
ДМК МЭ
 
где инфааа?