Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
Тип файла:
ppt / pptx (powerpoint)
Всего слайдов:
20 слайдов
Для класса:
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
Размер файла:
123.50 kB
Просмотров:
94
Скачиваний:
0
Автор:
неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд![Организация ЭВМ и систем](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img0.jpg)
Содержание слайда: Организация ЭВМ и систем
Лекция № 6
Переход от CISC к чертам RISC архитектуры в семействе IA32
Основный черты RISC – процессоров
Характеристика современных RISC – процессоров, основные направления развития
№2 слайд![Экскурс в историю В -е годы](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img1.jpg)
Содержание слайда: Экскурс в историю
В 70-е годы ученые выдвинули революционную по тем временам идею создания микропроцессора, "понимающего" только минимально возможное количество команд.
Замысел RISC- процессора (Reduced Instruction Set Computer, компьютер с сокращенным набором команд) родился в результате практических исследований частоты использования команд программистами, проведенных в 70-х годах в США и Англии. Их непосредственный итог - известное "правило 80/20": в 80% кода типичной прикладной программы используется лишь 20% простейших машинных команд из всего доступного набора.
№3 слайд![Основные особенности RISC -](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img2.jpg)
Содержание слайда: Основные особенности RISC - процессоров
Сокращенный набор команд (от 80-150 команд).
Большинство команд выполняется за 1 такт.
Большое количество регистров общего назначения.
Наличие жестких многоступенчатых конвейеров.
Все команды имеют простой формат и используются немногие способы адресации.
Наличие вместительной раздельной КЭШ памяти.
Применение оптимизирующих компиляторов, которые анализируют исходный код и частично меняют порядок следования команд.
№4 слайд![Первый quot настоящий quot](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img3.jpg)
Содержание слайда: Первый "настоящий" RISC-процессор с 31 командой был создан под руководством Дэвида Паттерсона из Университета Беркли, затем последовал процессор с набором из 39 команд. Они включали в себя 20 - 50 тыс. транзисторов. Плодами трудов Паттерсона воспользовалась компания Sun Microsystems, разработавшая архитектуру SPARC с 75 командами в конце 70-х годов. В 1981 г. в Станфордском университете стартовал проект MIPS по выпуску RISC-процессора с 39 командами. В итоге была основана корпорация Mips Computer в середине 80-х годов и сконструирован следующий процессор уже с 74 командами.
Первый "настоящий" RISC-процессор с 31 командой был создан под руководством Дэвида Паттерсона из Университета Беркли, затем последовал процессор с набором из 39 команд. Они включали в себя 20 - 50 тыс. транзисторов. Плодами трудов Паттерсона воспользовалась компания Sun Microsystems, разработавшая архитектуру SPARC с 75 командами в конце 70-х годов. В 1981 г. в Станфордском университете стартовал проект MIPS по выпуску RISC-процессора с 39 командами. В итоге была основана корпорация Mips Computer в середине 80-х годов и сконструирован следующий процессор уже с 74 командами.
Примерно в то же время Intel разработала серию 80386, последних "истинных" CISC-процессоров в семействе х86. В последний раз повышение производительности было достигнуто только за счет усложнения архитектуры процессора: из 16-разрядной она превратилась в 32-разрядную, дополнительные аппаратные компоненты поддерживали виртуальную память и добавился целый ряд новых команд.
№5 слайд![RISC процессоры -го поколения](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img4.jpg)
Содержание слайда: RISC – процессоры 3-го поколения
Ultra SPARC (ф. Sun Microsystem).
PowerPC 620 (ф. IBM/Motorola).
Alpha 21164 (ф. DEC).
R 10000 (ф. Mips Technology).
PA-8000 (ф. Hewlett Packard).
Самыми крупными разработчиками RISC процессоров считаются Sun Microsystems (архитектура SPARC), IBM (многокристальные процессоры Power, однокристальные PowerPC), Digital Equipment (Alpha), Mips Technologies (семейство Rxx00), а также Hewlett-Packard (архитектура PA-RISC).
№6 слайд![Основные черты RISC](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img5.jpg)
Содержание слайда: Основные черты RISC – процессоров 3-го поколения
Все ЦП являются 64-х разрядными и суперскалярными (запускаются не менее 4-х команд за такт).
Встроенные конвейерные блоки арифметики с плавающей точкой.
Многоуровневая КЭШ память. Большинство RISC процессоров кэшируют предварительно дешифро-ванные команды.
Применяется алгоритм динамического прогнози-рования ветвлений и метод переназначения регистров (позволяет реализовать внеочередное выполнение команд).
Изготавливаются по КМОП технологии с 4-мя слоями металлизации.
№7 слайд![Структура процессора Alpha](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img6.jpg)
Содержание слайда: Структура процессора Alpha 21064
№8 слайд![I-cache КЭШ команд. I-cache](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img7.jpg)
Содержание слайда: I-cache – КЭШ команд.
I-cache – КЭШ команд.
IRF – регистровый файл целочисленной арифметики.
F-box – устройство арифметики с плавающей точкой.
E-box – устройство целочисленной арифметики (7 ступеней конвейера).
I-box – командное устройство(управляет КЭШ команд, выборка и дешифрация команд).
A-box – устройство управления загрузкой/ сохранением данных. Управляет процессом обмена данными м/у IRF, FRF, КЭШ данных и внешней памятью.
Write Buffer – буфер обратной записи.
D-cache – КЭШ данных.
BIU – интерфейсный блок, с помощью которого подключаются внешняя КЭШ память, размером 128 Кб - 8 Мб.
№9 слайд![Процессор Alpha Процессор](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img8.jpg)
Содержание слайда: Процессор Alpha 21264
Процессор Alpha 21264 отличается значительной новизной по сравнению с предшественником 21164. Он обладает кэш-памятью первого уровня большего объема, дополнительными функциональными блоками, более эффективными средствами предсказания ветвлений, новыми инструкциями обработки видеоданных и широкой шиной.
Alpha 21264 читает до четырех инструкций за один такт и может одновременно исполнять до шести инструкций. Самое большое его отличие от модели 21164 - это способность выполнять команды (впервые для Alpha) с изменением их очередности (Out-of-Order).
№10 слайд![](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img9.jpg)
№11 слайд![](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img10.jpg)
№12 слайд![](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img11.jpg)
№13 слайд![](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img12.jpg)
№14 слайд![Сравнительные характеристики](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img13.jpg)
Содержание слайда: Сравнительные характеристики Alpha 21164 и 21264
№15 слайд![Процессоры PA-RISC компании](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img14.jpg)
Содержание слайда: Процессоры PA-RISC
компании Hewlett-Packard
Процессор PA-8000 вобрал в себя все известные методы ускорения выполнения команд. В его основе лежит концепция "интеллектуального выполнения", которая базируется на принципе внеочередного выполнения команд. Это свойство позволяет PA-8000 достигать пиковой производительности благодаря широкому использованию механизмов автоматического разрешения конфликтов по данным и управлению аппаратными средствами. Эти средства хорошо дополняют другие архитектурные компоненты, заложенные в структуру кристалла: большое число исполнительных функциональных устройств, средства прогнозирования направления переходов и выполнения команд по предположению, оптимизированная организация кэш-памяти и высокопроизводительный шинный интерфейс.
№16 слайд![](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img15.jpg)
№17 слайд![](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img16.jpg)
№18 слайд![Пиковая производительность](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img17.jpg)
Содержание слайда: Пиковая производительность современных RISC - процессоров
№19 слайд![Области применения RISC -](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img18.jpg)
Содержание слайда: Области применения
RISC - процессоров
Рабочие станции высшего ценового класса (12-15 тыс.$). Работают под ОС VMS, Unix.
Персональные рабочие станции (3-7 тыс. $). ОС: Windows NT, Solaris.
Серверы.
RISC ПК.
№20 слайд![Вопросы для самоконтроля С](/documents_6/ed88d6c173add980a637ac38d6563010/img19.jpg)
Содержание слайда: Вопросы для самоконтроля
С чем связано появление RISC-процессоров?
Основные особенности RISC-процессоров.
Назовите фирмы-разработчики RISC процессоров.
Архитектурные особенности процессоров Alpha.
Архитектурные особенности процессора PA-8000.
Области применения RISC-процессоров.