Презентация Настоящее и будущее микропроцессоров "Эльбрус" в российских компьютерах онлайн

Содержание слайда: Настоящее и будущее микропроцессоров "Эльбрус" в российских компьютерах

Содержание слайда: Современные мировые тенденции развития ВТ и ИТ

Содержание слайда:

Содержание слайда: Достижение высокой логической скорости МП линии «Эльбрус»

Содержание слайда: Почему важна производительность ядра Экспоненциально растущие транзисторы вкладываются в аппаратный параллелизм Параллелизм ядра ограничен многими факторами Самое простое решение – много процессорных ядер Параллелизм аппаратуры необходимо использовать в алгоритмах Языки программирования последовательные Языки параллельного программирования почти не приживаются Разные уровни параллелизма автоматизируются с разным успехом Параллелизм на уровне операций поддается аппаратной и аппаратно-программной оптимизации, он универсален Векторный параллелизм поддается аппаратно-программной оптимизации, но имеет ограниченное применение Параллелизм потоков управления трудно автоматизируется Требуются усилия программистов по распараллеливанию программ Параллелизм потоков распределенных вычислений почти не автоматизируется Требуется серьезная переработка программ для распараллеливания Далеко не все программы удается распараллелить на потоки При распараллеливании на потоки остаются последовательные участки Закон Амдала требует наличия мощного ядра для последовательного исполнения

Содержание слайда: Параллелизм на уровне операций Анализ трасс исполнения показывает значительный потенциал параллелизма Целочисленные задачи: 81 - 240 оп./такт Вещественные задачи: 36 - 4003 оп./такт Параллелизм ограничен зависимостями по памяти Переименование регистров повышает его с 3,2 / 3,3 до 35 / 110 оп./такт Отказ от переиспользования памяти и стека увеличивает параллелизм в 5 раз до 175 / 506 оп./такт Вещественные задачи обладают большим потенциалом параллелизма Доминируют циклы Выше векторный параллелизм При снятии ограничений по памяти параллелизм не локален Это свидетельствует о наличии многопоточного параллелизма

Содержание слайда: Параллелизм архитектуры «Эльбрус» Параллелизм скалярных операций До 30 операций за такт в разрабатываемых МП До 40-50 операций за такт в перспективных МП Параллелизм векторных операций Упакованные данные в векторе байтовые – 8, двухбайтовые – 4, 32-разрядные – 2 Как минимум, удвоение числа операций в перспективных МП Параллелизм потоков управления на общей памяти Поддержка многоядерности Поддержка многопроцессорности Поддержка легкой многопоточности в перспективных МП Параллелизм на распределенной памяти Высокоскоростные каналы обмена

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Поддержка параллельных вычислений Одновременный запуск большого числа операций Большие регистровый и предикатный файлы Окна произвольного размера – экономия регистров Стековая организация – снижение накладных расходов на переключение Оптимизация операций передачи управления (подготовки переходов) Режим условного (предикатного) выполнения операций Режим спекулятивного выполнения операций Обеспечение корректности параллельных вычислений Механизм отложенного прерывания Оптимизация одновременного исполнения программных ветвей с разными вероятностями реализации Поддержка циклических вычислений; программная конвейеризация циклов Автоматическая генерация и использование цикловых событий и состояний для управления вычислениями и отдельными операциями Механизм циклического переименования регистров RF и PF Специализированное устройство регулярной адресной арифметики для обращения к элементам массивов Специализированное устройство предварительной (асинхронной) подкачки элементов массивов

Содержание слайда: Параллелизм МП «Эльбрус» и суперскалярного МП

Содержание слайда: Параллелизм операций (1) u = (a – c) – (b + c) – (c + d); x = (e – f); y = (a + b) + e; z = (a + b) + (a – c) + (e – (b – d));

Содержание слайда: Параллелизм операций (2) u = (a – c) – (b + c) – (c + d); x = (e – f); y = (a + b) + e; z = (a + b) + (a – c) + (e – (b – d));

Содержание слайда: Параллелизм операций (3)

Содержание слайда: Параллелизм операций (4) 1 3 8 2 9 16 4 11 20 22 5 6 12 17 7 13 18 15 10 14 19 21

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Асинхронная подкачка данных

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Архитектура и производительность МП: HPL & HPCG

Содержание слайда: Рост производительности за счет компилятора

Содержание слайда: Обеспечение безопасности и надежности на базе МП линии «Эльбрус»

Содержание слайда: Существо защищенного исполнения Защита в МП «Эльбрус» Все указатели на объекты защищены тегами Подделать указатель невозможно Указатели обеспечивают контроль границ объектов Поддерживается языковая модульность Модулю доступны только свои функции и данные и явно переданные указатели на данные других модулей Гарантируется защита от проникновения компьютерных вирусов Повышается надежность и безопасность программ

Содержание слайда: Защищенное исполнение программ Защищенное исполнение программ Защита памяти с помощью тегов Структурированная память Доступ к объектам через дескрипторы Контекстная защита по областям видимости Обнаруживает критические уязвимости Переполнение буфера Неинициализированные данные Обращение по зависшим ссылкам Нарушение стандартов языков Эффективность исполнения (80% от нативной) за счет аппаратной поддержки

Содержание слайда: Обеспечение совместимости на базе МП линии «Эльбрус»

Содержание слайда: Двоичная трансляция для совместимости

Содержание слайда: Параллелизм операций (5) 1 3 8 2 9 16 4 11 20 22 5 6 12 17 7 13 18 15 10 14 19 21

Содержание слайда:

Содержание слайда: Изделия на базе микропроцессоров с архитектурой «Эльбрус»

Содержание слайда: Изделия на базе МП Эльбрус-4С

Содержание слайда: Сервер и шкаф на МП Эльбрус-4С с воздушным охлаждением

Содержание слайда: Сервер на МП Эльбрус-8С с воздушным охлаждением

Содержание слайда: ОПО Эльбрус Собственная программа начального старта (BIOS) Ядро базируется на ОС Linux со встроенными средствами защиты Обеспечивает работу в режиме реального времени Поддерживает систему совместимости для приложений в кодах Intel x86 эффективное защищенное исполнение программ Современные средства разработки программ Оптимизирующие компиляторы с языков C, C++, Fortran, Java, C#, JavaScript, средства сборки, отладки, профилирования, библиотеки Новые средства глобального анализа и динамической оптимизации программ Средства и библиотеки для распараллеливания автоматическое распараллеливание под архитектуру (на уровне скалярных и упакованных операций, потоков управления) Высокопроизводительные библиотеки оптимизированы под Эльбрус Библиотека MPI, расширения OpenMP, Возможность использования свободного ПО совместимость с Гну-компиляторами Дистрибутив операционной системы Linux Debian Утилиты, сервисы, библиотеки общего назначения Графическая подсистема, работа с сетью, работа с СУБД, СХД, офисные пакеты, работа с периферийными устройствами Управление ресурсами кластера

Содержание слайда: Развитие МП линии «Эльбрус» и компьютеров на них

Содержание слайда: Развитие серверных МП линии «Эльбрус»

Содержание слайда:

Содержание слайда: Решения на базе технологий «РСК-торнадо»

Содержание слайда:

Содержание слайда: СПАСИБО за внимание!

Содержание слайда: Проблемы кремниевой технологии

Содержание слайда: Сравнение на пакете SPECcpu2006 на ядро