Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Влияние элементной базы на реализуемость архитектур




Развитие архитектур микропроцессоров

Дискретная элементная база и интегральные схемы малой и средней интеграции позволяли сконструировать и изготовить процессор с произвольной архитектурой при одном ограничении на общий объем используемого оборудования. Процессор изготовлялся из плат, на которых были припаяны электронные компоненты. Платы, в свою очередь, посредством разъемных соединений устанавливались в блоки, которые объединялись кабелями с межблочными разъемами в стойки и конструктивы следующего уровня. Таким образом, для производства процессора, после того как было закончено его проектирование, требовалось большое количество монтажников и наладчиков для изготовления и настройки плат, блоков, стоек и соединений между ними.

Для получения высокой производительности было необходимо иметь соответствующее количество регистров и функциональных устройств, но требуемый для их создания объем электронных компонентой, паяных и разъемных соединений ограничивался надежностью создаваемого процессора, стоимостью и энергопотреблением. В этих условиях конструкторы процессоров придумали значительное разнообразие архитектур процессоров, каждый из которых при исполнении программ своей проблемной ориентации достигал наивысшего значения показателя "производительность/стоимость". К числу таких архитектур в первую очередь следует отнести векторно-конвейерные процессоры и ассоциативные процессоры с SlMD-архитектурой (Single Instruction-Multiple Data), все обрабатывающие процессорные элементы (ПЭ) которых выполняют команды одного потока, выдаваемого одним общим устройством управления. В период использования полупроводниковых схем малой и средней интеграции было создано несколько типов таких процессоров, например, STARAN [36], DAP [37], Connection Machine (СМ-1, СМ-2) [38], состоящих из большого числа однобитовых ПЭ со встроенной в каждый ПЭ локальной памятью. На таких процессорах с i использованием коммуникационной сети между ПЭ эффективно решались многие классы задач, включая решение систем уравнений, обработку сигналов и изображений, ассоциативную обработку данных.

Рост степени интеграции СБИС при почти постоянном числе выводов корпусов привел к ситуации, когда, с одной стороны, в одной СБИС могло разместиться довольно много ПЭ, а, с другой стороны этого количества ПЭ явно не хватало для создания полноценного SIMD-процессора. Объединению совокупности таких СБИС в систему препятствовало малое число выводов, не позволявшее подсоединить к ПЭ память и создать эффективную сеть связи между ПЭ.

Подобная проблема из-за относительно малого количества выводов возникала и при попытке построения векторно-конвейерных процессоров: те их блоки, которые можно было реализовать на БИС, имели бы количество соединений с другими БИС, намного превышающее число их выводов.

Поэтому векторно-конвейерные процессоры и процессоры с архитектурой SIMD уступили, как уже было отмечено ранее, место микропроцессорам, получившим даже в одно время название "микропроцессоры-киллеры" [7].

Однако с достижением уровня 108-109 транзисторов на кристалле стало возможным изготовить полноценные однокристальные векторно-конвейерные процессоры и SIMD процессоры.

Фактически микропроцессоры Pentium 4 и Хеоп с MMX, SSE, SSE2 расширениями системы команд представляют собой SIMD-ироцессоры. Кроме возможности выполнять за такт до 8 операций над малоразрядными операндами, предусмотрена также одновременная обработка нескольких чисел в формате с плавающей точкой двойной точности. Так, возможность выполнять 2 операции над 64-разрядными операндами за такт существенно подняла производительность этих микропроцессоров, например, на тесте Unpack.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-06-25; Просмотров: 468; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.