top
logo

Сегодня читают

Режимы процессора. Технология hyper threading. Режимы работы процессора.

Доброго времени суток уважаемый пользователь. На этой страничке мы поговорим на такие темы, как : Режимы процессора, Режимы работы процессора.

Режимы работы процессора.

В самом общем виде алгоритм работы процессора можно представить следующим образом. Блок управления загружает из оперативной памяти инструкции и данные, помещая их в кэш второго уровня. Отсюда инструкции поступают в свой кэш первого уровня, а данные — в свой. Из кэша первого уровня команды и данные помещаются в регистры. Арифметико-логическое устройство берет из регистров инструкцию (что надо выполнять) и данные (операнды) и выполняет над ними заданные операции. Результат помещается обратно в регистры. Если операция считается законченной, данные перемещаются в кэш первого уровня, затем второго и наконец записываются в оперативную память. Такая последовательность работы образует операционный поток процессора.

Для ускорения работы процессора используют ряд архитектурных решений, к основным из которых относятся: конвейерное выполнение операций, предсказание (трассировка) дальнейшего ' хода программы, параллельное исполнение инструкций и многопоточность.

Рассмотрим пример организации простого конвейера. Операции выборки из оперативной памяти являются самыми медленными, поэтому выборка команд и данных происходит заранее (с упреждением). Буфер выборки с упреждением обычно служит первым блоком первой стадии конвейера операций. На второй стадии декодируется поступившая команда и определяется состав и тип операндов. На третьей стадии данные вызываются из регистров. На четвертой стадии операнды обрабатываются в тракте данных (включающем АЛУ). На пятой стадии данные записываются обратно в регистр. Все стадии работают параллельно, в результате во время каждого цикла завершается выполнение одной новой команды. Впервые конвейер появился в процессорах Intel 80486.

Режимы процессора. Режимы работы процессора.

Конвейер операций за счет упрощения отдельных блоков спо­собен быстрее выполнять операции, чем сложное АЛУ. Меньшее число элементов позволяет быстрее переходить из одного состояния в другое, чем длиннее конвейер, тем выше частотный потенциал процессора. Архитектура процессора Intel Pentium 4 (Celeron) предусматривает конвейер длиной 20 стадий, а конвейер процессора AMD Athlon XP (Duron) содержит 12 стадий. Очевидно, что более длинный конвейер Pentium 4 при прочих равных условиях обеспечивает преимущество над Athlon XP по максимальной рабочей частоте. Также очевидно, что для обеспечения непрерывной работы конвейера необходимо снабжать его непрерывным потоком команд и данных. Однако код программ не может содержать непрерывные после­довательности инструкций. Часто в програмах встречаются операции ветвления алгоритма.

Единственной возможностью обеспечить непрерывность работы конвейера остается выполнение инструкций, на которые указывает команда перехода где-то дальше, хотя адрес перехода еще неизвестен (механизм предсказания ветвлений). Архитек­тура блоков изменения последовательности и предсказания ветвлений является одной из самых сложных и ответственных в общей конфигурации процессора. Ведь в случае ошибки в предсказании приходится очищать весь конвейер и начинать работу заново, что негативно сказывается на производительности процессора.

Если архитектурой процессора предусмотрено более одного конвейера, ее называют скалярной. Такая архитектура была впервые реализована в процессорах Intel Pentium (два конвейера из пяти стадий каждый). В настоящее время применяют суперскалярную архитектуру, которая предусматривает один конвейер, включающий на одной из стадий несколько параллельных исполнительных блоков. Суперскалярную архитектуру ныне имеют практически все современные процессоры, а первенцем был Intel Pentium II.

Понятие «многопоточность» получило известность благодаря внедрению технологии Hyper Threading в процессорах Intel Pentium 4 (начиная с модификации на ядре Northwood) для настольных систем.

Технология предусматривает одновремен­ное исполнение двух потоков (нитей, по терминологии Intel) программы на одном процессоре.

Для этого используют особен­ности архитектуры Pentium 4, имеющей длинный основной конвейер и несколько отдельных исполнительных блоков: для операций над данными с плавающей точкой, для инструкций обработки мультимедийных данных (ММХ) и так далее.

Пока основной конвейер занят выполнением одной нити программы, другие блоки можно занять выполнением второй нити.

Для этого часть регистров процессора выделена отдельно и с точки зрения операционной системы выглядит как второй, независимый процессор.

Тем самым программы, написанные в расчете на многопроцессорные системы, будут выполняться быстрее на однопроцессорной, но многопоточной системе.

По результатам тестов независимых экспертов технология Hyper Threading дает прирост производительности на реальных (не оптимизиро­ванных) задачах 1-3%.

На оптимизированных приложениях ускорение достигает 30%.


В принципе есть только два пути улучшать производительность процессоров — повышать частоту и повышать число исполняемых инструкций за такт. До сих пор архитектура процессоров Pentium 4 была рассчитана на первый путь, но внедрение технологии Hyper Threading — это переключение стрелки на второй путь. Появление технологии Hyper Threading влечет несколько интересных следствий: изменение методов программирования приложений, привнесение многопроцессорности в массовые системы, увеличение производительности процессоров.

Однако на этом пути есть несколько подводных камней, на которых важно не разбиться: отсутствие нормальной поддержки со стороны «домашних» операционных систем и, самое главное, необходимость перекомпиляции (а в некоторых случаях и смены алгоритма) приложений, чтобы они в полной мере смогли воспользоваться преимуществами Hyper Threading. Наличие Hyper Threading делает возможной действительно параллельную работу операционной системы и приложений — а не «кусками» по очереди.

На этом данную статью я заканчиваю, надеюсь, вы полностью разобрались с темами: Режимы процессора, Режимы работы процессора.

Поделись информацией с друзьями в: vkontakte facebook twitter yandex mail livejournal myspace google google-buzz blogger
Оцените предоставленную информацию:
Режимы процессора. Технология hyper threading. Режимы работы процессора Автор/Переводчик: ()
Опубликована:2010-03-04 19:50:57 l Просмотров:4809
Рейтинг: рейтинг

Мы поговорим на такие темы, как: Режимы процессора, Режимы работы процессора, а также рассмотрим краткий но наглядный алгоритм работы процессора.


Возможно вам будет интересно:

16-разрядный МП 16-разрядный МП
Опубликована:2010-03-15 20:08:17 l Просмотров: 7826
Рейтинг: рейтинг

Тут мы поговорим на такую тему, как: 16-разрядный микропроцессор, Регистры флагов процессора, Программная модель 16-разрядных микропроцессоров.

Подробнее

Команды процессора Команды процессора
Опубликована:2010-02-17 20:29:47 l Просмотров: 15851
Рейтинг: рейтинг

Доброго времени суток уважаемый пользователь. На этой страничке мы поговорим на такие темы, как: Команды процессора, Принцип работы процессора, Система команд процессора.

Подробнее

Комментарии пользователей:

Эту статью, еще никто не комментировал.

Зарегистрируйтесь , и вы сможите оставлять комментарии.

Рекомендуем прочесть


Сегодня читают

Получи 1500 Gold бесплатно в World of tanks при покупке антивируса
Wargaming - и "Лаборатория Касперского" обьявили о начале совместной акции. Теперь при покупке лицензионного программного обеспечения Kaspersky Internet Security, Kaspersky CRYSTAL, а также Kaspersky ONE.
Бесплатная trial версия Diablo III - уже доступна для скачивания
Уже как три месяца мы наслаждаемся долгожданным релизом Diablo III. Счастливые обладатели лицензии, так же получили в комплекте ваучер, который дает возможность играть в Starter Edition версию.
GTA San Andreas - модифицирована движком GTA 4 (скачать мод)
Поклонники - легендарной серии игр Grand Theft Auto решили разработать глобальный мод, GTA San Andreas будет поставлена на движок от GTA 4. Ссылку для скачивания мода вы найдете в конце данной статьи.
Дата выхода Windows 8 – начало августа
На уже ставшей традицией конференции которая проходит каждый год Worldwide Partner Conference, Вице-президент и финансовый директор корпорации Microsoft раскрыли дату выхода Windows 8.
Как скачать музыку из контакта на компьютер - программа VKSaver 3.1
В этой статье мы ответим на вопрос: как скачать музыку из контакта на компьютер совершенно бесплатно, а использовать для этого мы будем бесплатную программу - VKSaver 3.1

bottom
top
За было добавлено 62 новостей, написано 55 статьи и обзоров, пользователями оставлено
0 комментария. Сегодня 03 Декабря, 2016г 22:39, ваш IP 54.163.147.69, тип, версия браузера, а также тип операционной системы
CCBot/2.0 (http://commoncrawl.org/faq/), разрешение экрана px.
© 2010 Компьютеры и Комплектующие, Компьютерные Новости. Все права защищены. Правила копирования статей материалов сайта.
Счётчик тиц и PR
Яндекс.Метрика
bottom