Tudd Intuíció, előadás, intel architektúra mikroprocesszor és a fő befolyásoló tényezők

Abstract: Az előadás tekinthető egy egyszerűsített modell a processzor, annak összetevői. Megvizsgáljuk a többszintű memória modell használata regiszterek és a memória, az előzetes letöltési, elágazás-előrejelző. Szállítószalag. Vector utasításokat. Többmagos és párhuzamos végrehajtás utasításokat. Elhelyezkedés és fordító szerepet létrehozásának folyamatában hatékony alkalmazását.

Bemutató előadás letölthető itt.

Egy egyszerűsített modell a processzor

A prototípus az áramkör részben leírás Neumann-architektúra, amely a következő alapelveket:

Hogy könnyebb megérteni, hogy mi a modern számítógépes rendszer. úgy kell tekinteni, a fejlesztés. Ezért hoztam ide a legegyszerűbb program, ami eszébe jut. Tény, hogy az egyszerűsített modellben. Van egy bizonyos vezérlő a processzoron belül, aritmetikai logikai egységgel. rendszer regisztrálja a rendszer busz. amely lehetővé teszi a kommunikációt a vezérlőegység és más eszközök, a memória és a perifériák. A vezérlőegység utasításokat fogad teszi dekódolni, ellenőrzi aritmetikai logikai egység végzi az adatátvitelt a nyilvántartások közötti, a processzor, a memória. perifériák.

Egy egyszerűsített modell a processzor

• Vezérlő egység (vezérlőegység. CU)
• ALU (aritmetikai és logikai egység. ALU)
• rendszer regiszterek
• A rendszerbusz (Front Side Bus, FSB)
• emlékezet
• perifériák

A vezérlőegység (CU):

• végrehajtja a dekódolást utasítást kapott a számítógép memóriájában.
• Ez vezérli az ALU.
• végre adatátvitelt biztosít a regiszterek a CPU, memória, perifériák.

• Ez lehetővé teszi, aritmetikai és logikai műveleteket a rendszer regiszter.

• egy bizonyos részét a CPU memóriát használja közbenső tárolására által feldolgozott információ a processzor.

• használt közötti adatátvitelt a CPU és a memória, valamint a között, a CPU és a perifériák.

Aritmetikai logikai egység különböző elektronikai alkatrészeket. amely lehetővé teszi, hogy a műveleteket a rendszer regiszter. Rendszer menedzsment nyilvántartások - ez bizonyos részeit memória a CPU tárolására alkalmas közbenső eredményeket kell feldolgozó által feldolgozott. A rendszer busz a közötti adatátvitelt a CPU és a memória, valamint a CPU és a perifériák.

Nagy teljesítményű MP (mikroprocesszor) - az egyik legfontosabb tényező a versenyben a gyártók a processzorokat.

A processzor teljesítménye közvetlenül kapcsolódik a munka mennyiségét, számítások, hogy képes elvégezni egységnyi idő alatt.

Teljesítmény = utasítások száma / Time

Figyelembe vesszük a processzor teljesítménye alapján IA32 építészet és IA32e. (IA32 EM64T).

Befolyásoló tényezők processzor teljesítményét:

Milyen tényezők befolyásolják a teljesítményt. Felsorolni mindent, ami eszébe jut. Ezek:

• A sebesség utasítás végrehajtása, a teljességet a szükséges alapvető utasításokat.
• A belső memória regiszterek.
• Minőségi pipeline.
• A minőségi elágazás-előrejelző.
• Minőségi előzetes letöltési.
• Szuperskalár.
• Vektorizáláshoz. A vektor utasításokat.
• Párhuzamosítási és több magot.

A processzor tartalmaz egy olyan komponenst kiváltott különböző időpontokban és benne van egy időzítőt, amely biztosítja a szinkronizálás küldött periodikus impulzusok. Ennek gyakorisága az úgynevezett órajel a processzor.

Mivel a processzor van egy csomó különböző elektronikai alkatrészeket. amelyek egymástól függetlenül működnek, annak érdekében, hogy szinkronizálja a munkájukat, így tudják, hogy mely ponton meg kell kezdeni a munkát, ha kell végezni a munkát, és várni, van egy időzítő. amely elküldi óra. A gyakoriság, amellyel egy órát küldött - órajele. Vannak olyan eszközök, amelyek kezelik a két művelet elvégzésére, ez idő alatt azonban ez a szinkron jelet a processzor kapcsolódik, és azt mondhatjuk, hogy ha ezt a kamatemelés, akkor mi lesz, hogy ezek a chipek dolgozni több erőfeszítést és kevésbé tétlen.

Ezen tényezők miatt, a fejlesztők általában nem képes befolyásolni, csak azért említem őket.

A végrehajtás sebessége és egy sor utasítást

Teljesítménye attól függ, hogy mennyire jól rájött utasításokat, hogy mennyire jól az alapvető utasításkészlet lefedi az összes lehetséges feladatokat.

CISC, RISC (komplex, Reduced Instruction Set Computing)

A modern processzorok Intel képviseli a hibrid CISC és a RISC processzorok végrehajtása előtt átalakított CISC utasításokat egyszerűbb RISC utasításkészlet.

Az arány az utasítások végrehajtása és teljességét alapvető utasításkészlet.

Valójában, amikor az építészek tervezési processzorok, ezek folyamatosan dolgozik, hogy javítsa annak teljesítményét. Egyik feladata az, hogy adatokat gyűjtsön meghatározni. semmilyen utasítást vagy szekvenciák utasítások kulcsfontosságú a teljesítmény tekintetében. Próbálnak javítani a teljesítményt. Építészek próbálja a legmelegebb útmutató, hogy gyorsabb, néhány készlet utasítást, hogy egy speciális utasítást, amely pótolja ezt meg, és hatékonyabb munkát. Építészettől a szerkezeti változtatások a jellemzőit oktatás, új utasítást, ami a jobb teljesítmény eléréséhez. Ie Feltételezhető, hogy az építészet az alap architektúra utasításkészlet folyamatosan fejlődő és bővülő. De ha nem adja meg a program fog futni minden építészet. az alkalmazás alapértelmezett egy sor utasítást kell használni, amely támogatja az összes legújabb mikroprocesszorok. Ie legjobb teljesítmény, csak akkor tudjuk elérni, ha egyértelműen meghatározza a mikroprocesszor. ahol a feladat végrehajtásra kerül.

Nyilvántartások és RAM

Idejű hozzáférést a nyilvántartások a legkisebb, így a rendelkezésre álló nyilvántartások befolyásolhatja a teljesítményt a mikroprocesszor.

Elmozdulás regiszterek (regisztrációhoz ömlik) - elégtelensége miatt száma regisztrálja nagy csere a nyilvántartások közötti verem és alkalmazása.

A növekvő processzor teljesítményét kapcsolatos probléma az a tény, hogy a sebesség a hozzáférés a külső memória lett alacsonyabb számítási sebesség.

Két előírások leíró tulajdonságait memória:

• válaszidő (lappangási idő) - a szám a processzor ciklusok átviteléhez szükséges adatokat a memória egység.
• Sávszélesség (sávszélesség) - adatok száma elemeket lehet küldeni a processzor a memóriából egy ciklusban.

Két lehetséges stratégiákat felgyorsítása bystrodeystviya- csökkentését válaszidő vagy előtöltheti a kívánt memóriát.

Regiszterek és a RAM.

A következő rész a memória - ez egy közös memóriát. A termelékenység növekedése a feldolgozók, világossá vált, hogy a legnagyobb teljesítményt szűk a hozzáférés a RAM. Annak érdekében, hogy a RAM, szüksége van egy száz vagy akár kétszáz processzor ciklusokat. Ez azt jelenti, kérve néhány memóriahely a memóriában, akkor várjon kétszáz ciklust, valamint a processzor tétlen.

Két leírások leírására memória tulajdonságait - ez a válaszidő, azaz a több processzor ciklusok átviteléhez szükséges adatokat a memória egység, és a kapacitás - hány adatelemek lehet küldeni a processzor a memóriából egy ciklusban. Szembesülnek a probléma, hogy van egy szűk keresztmetszet a hozzáférést a memória, meg tudjuk oldani ezt a problémát kétféleképpen - akár csökkenést válaszidő, vagy nem előtöltheti a kívánt memóriát. Azaz, abban a pillanatban, mi értékeljük néhány érdekes változó, de azt tudjuk, hogy hamarosan szükségük van ránk, és mi már igényelt.

Cache memóriát használják, hogy csökkentsék az adatok elérési ideje.