WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаІнформатика, Компютерні науки → Процесор - Реферат

Процесор - Реферат

програмованих архітектурних регістрів і відслідковує, які клони містять найбільш пізні значення. Це запобігає затримкам, які у протилежному випадку з'явилися б у процесі обробки команд взаємо-залежностями в результаті конфліктуючих звертань до регістрів.
Станція-резервуар виступає диспетчером і планувальником мікрокоманд, для чого безупинно сканує буфер оновлення послідовності й вибирає команди, готові до виконання (що мають усі вихідні операнди). Результат виконання повертається назад у буфер і зберігається разом із мікрокомандою до виведення. Порядок виконання команд ґрунтується не на їхній первісній послідовності, а на факті готовності команди і її операндів до виконання, це і є out-of-order - виконання зі зміною послідовності.
Якщо дешифратори призупинили роботу, виконавчі блоки продовжують працювати, користуючиськомандами, що постачаються резервуаром, а у випадку зайнятості виконавчих пристроїв резервуар надає можливість дешифраторам працювати. Заповнюється резервуар у дуже рідкісних випадках, що приводить до припинення роботи дешифраторів.
Виконання мікрокоманд здійснюється двома цілочисловими блоками, двома ; блоками обчислень із плаваючою крапкою й одним блоком взаємодії з пам'яттю - таким чином, можливе виконання до п'яти мікрокоманд за такт процесора.
Два цілочислові блоки здатні виконувати дві цілочислові мікрооперації одночасно. Один із блоків розроблений спеціально для виконання операцій переходу. Він здатний виявляти помилково передбачений перехід і оповіщати буфер передбачення переходів про необхідність перезапуску конвеєра.
Блок взаємодії з пам'яттю відповідає за виконання мікрокоманд завантаження й зберігання. Завантаження вимагає тільки вказівки адреси пам'яті, тому що вже бути представлене однією мікрокомандою. Зберігання вимагає також вказівки змісту для зберігання, тому кодується двома мікрокомандами. Частина блоку, яка обробляє команди зберігання, має два порти, що дозволяє обробляти адресну і мікрокоманду даних паралельно. Також можливим є паралельне виконання операцій завантаження й зберігання в одному такті.
Для операцій із плаваючою крапкою передбачені два блоки обчислень, причому другий призначений для обробки SIMD-інструкцій.
Команди, що виконуються не в тій послідовності, яка запропонована програмою (speculative), доводиться, зрештою, розташувати в належній послідовності - інакше процесор не завжди зможе одержати правильні результати.
Буфер оновлення послідовності зберігає статус виконання й результати кожної мікрокоманди. Блок виведення сканує буфер оновлення послідовності на предмет виявлення мікрокоманд, які уже не вплинуть на виконання інших мікрокоманд. Такі команди визнаються завершеними, і блок виведення вибудовує їх у первісну послідовність, зважаючи на переривання, виключення, точки зупинки і неправильні передбачення переходів.
Блок виведення здатний виводити три мікрокоманди за такт. Після того як мікрокоманда виведена, вона видаляється з буфера оновлення послідовності.
Операції запису в пам'ять відкладаються до того часу, поки мікрокоманда, що їх викликала, не буде виведена. Для цього в Р6 передбачений буфер упорядкування звертань до пам'яті (МОВ - memory order buffer), у якому за командами, що видаються блоком запису в пам'ять, зберігається інформація про дані й адреси. Буфер упорядкування звертань до пам'яті пересилає дані в пам'ять тільки після того, як буфер оновлення послідовності повідомить йому про те, що мікрокоманда, про яку зроблений запис у пам'ять, знищується.
Сучасні процесори ІА-32
До процесорів архітектури ІА-32 із тих, що випускаються нині, належать Pentium ІІІ, Celeron і Pentium 4. Процесори фірми AMD (такі як Athlon і Duron), хоча й сумісні з ІА-32 за системою команд і загальними принципами організації, однак не належать до неї.
Відлік шостого покоління процесорів почався з Pentium Pro, випущеного в 1995 р. Зараз до цього покоління належить Pentium II (1997 p.), Celeron, Xeon (1998 p.) і Pentium !!! (1999 p.). Від попереднього покоління ці процесори головним чином відрізняються застосуванням "динамічного виконання" (зміни порядку виконання інструкцій) і архітектурою Подвійної незалежної Шини. Тут вторинному кешу, введеному в процесор (але не в усі моделі), виділяється окрема високошвидкісна магістраль. У ході еволюції покоління до системи команд Pentium Pro, розширеної щодо Pentium із метою скорочення умовних переходів, було додане розширення ММХ - так з'явився Pentium П. Тепер ідею ММХ - одночасне виконання однієї інструкції над групою операндів - поширили і на інструкції з плаваючою крапкою: SSE (Streaming SIMD Extensions) - основний козир Pentium !!!.
Pentium 4
Процесор Pentium 4 можна віднести до сьомого покоління, тому що в ньому Використано досить багато принципових нововведень. Для Pentium 4 Intel розробила нову архітектуру, яку назвала Intel NetBurst Micro-Architecture.
Для того щоб процесори могли працювати на частотах приблизно декількох гігагерц, Intel збільшив довжину конвеєра Pentium 4 до 20 стадій (Hyper Pipelined Technology), за рахунок чого вдалося навіть при технологічних нор-мах 0,18 мкм домогтися роботи процесора на частоті в 2ГШ. Однак через таке збільшення довжини конвеєра час виконання однієї команди в процесорних тактах також помітно збільшується. Тому компанія добре попрацювала над ' алгоритмами передбачення переходів (Advanced Dynamic Execution). Кількість-1 попередніх завантажених інструкцій збільшилася до 126 у порівнянні з 48 у Pentium ІІІ. Буфер, що зберігає адреси умовних переходів, також збільшився з 512 байт до 4 КБ. Усе це дозволило збільшити ймовірність правильного передбачення переходів на 33 %.
Для прискорення роботи цілочислових операцій у Pentium 4 застосована технологія подвоєння внутрішньої тактової частоти (Rapid Execution Engine). Два блоки АЛП (арифметично-логічний пристрій), що виконують операції над цілочисловими даними, працюють на частоті вдвічі більшій, ніж частота самого процесора.
Кеш 1-го рівня в процесорі також зазнав значних змін. На відміну від Pentium ІІІ, кеш якого міг зберігати команди і дані, Pentium 4 має всього 8 КБ кеш даних. Команди, що надходять для виконання у процесор, зберігаються в так званому Trace Cache. Там вони зберігаються вже в декодованому вигляді, тобто у вигляді послідовності мікрооперацій, що надходять для виконання у виконавчі пристрої процесора. Об'єм цього кеша складає 12 000 мікрооперацій.
Кеш 2-го рівня в Pentium 4, виконаний на ядрі Willamette, залишився з обсягом 256 КБ. Ширина шини кеша L2 складає 256 біт, але латентність кеша зменшилася вдвічі, що дозволило домогтися пропускної здатності кеша в 48 Гб при частоті 1,5 ГГц.
Найцікавішою особливістю нових процесорів Pentium 4 є розширення набору команд процесора
Loading...

 
 

Цікаве