Студопедия — Опис архітектур за участю RISK -процесорів
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Опис архітектур за участю RISK -процесорів






Архітектура Power (мікропроцесори Power 3, Power 4) розробляється компанією IBM з кінця 1980-х років. В її основі лежать принципи RISC-архітектури: фіксований формат команд, реєстрові операції, однотактовое виконання команд, прості способи адресації, великий регістровий файл. У той же час є кілька істотних особливостей, що відрізняють дану архітектуру від архітектур інших RISC-процесорів. До них відносяться: незалежний набір регістрів для кожного з виконавчих пристроїв; включення в систему окремих CISC-подібних інструкцій (наприклад, команди груповий завантаження / збереження, команди маніпуляції бітовими полями, змішані команди множення-складання з плаваючою крапкою); відсутність механізму "затриманих переходів" (тобто випереджальне виконання команди, наступної за командою умовного переходу); оригінальний спосіб реалізації умовних переходів (наявність розряду умовного виконання в коді операції кожної команди і кількох регістрів умов). Основною областю застосування мікропроцесорів з архітектурою є високопродуктивні сервери і суперкомп'ютери.

Архітектура PowerPC з'явилася в результаті прагнення розробників застосувати створену архітектуру Power і в дешевих системах для персональних комп'ютерів і робочих станцій початкового рівня.

Перший мікропроцесор з даної архітектурою (PowerPC 601) з'явився в 1991 році в результаті спільних зусиль трьох компаній: автора архітектури Power - IBM, одного з лідерів у виробництві персональних комп'ютерів - Apple і виробника мікропроцесорів для комп'ютерів Apple - Motorola.

В даний час архітектура PowerPC використовується в мікропроцесорах IBM і Motorola, застосовуваних у контролерах, телекомунікаційному обладнанні, персональних комп'ютерах, серверах і робочих станціях. Водночас IBM продовжує самостійно розробляти мікропроцесори з архітектурою Power, орієнтовані на використання у високопродуктивних мультипроцесорних системах.

В останніх розробках Motorola і IBM нові архітектурні рішення поєднуються з прогресивною технологією виробництва мікросхем (мідні з'єднання, SOI), що дозволяє зменшити розмір кристала, знизити енергоспоживання і підняти тактову частоту мікропроцесорів. До найбільш цікавих розробок останнього часу відносяться мікропроцесори, G3 (PowerPC 750/740), G4 (PowerPC 7400), G5 (PowerPC 970), Power 3, Power 4. Технологія обробки мультимедійних даних AltiVec, запропонована компанією Motorola, вперше була реалізована в мікропроцесорі PowerPC G4. 64-розрядний мікропроцесор Power3 розроблений компанією IBM як альтернатива високопродуктивним процесорам Intel і Alpha. Мікропроцесор Power 4 має систему команд IBM ISA, реалізовану в ЕОМ RS/6000 і AS/400 і повністю сумісну із системою команд PowerPC.

Архітектура мікропроцесорів Alpha вперше була представлена ​​в лютому 1992 року компанією DEC, а вже в лютому 1993 року був випущений перший з мікропроцесорів Alpha 21064 з тактовою частотою 200 МГц, виконаний по 0,75 мкм КМОН технології з 4 шарами металізації. Процесор містив 1680000 транзисторів на кристалі площею 238 мм2.

Завдяки високій тактовій частоті і високого ступеня конвейеризации виконуваних операцій (до 10 тактів на операцію) цей мікропроцесор надовго зайняв лідируюче положення по продуктивності. Основною областю використання процесора з'явилися високопродуктивні ра бочіе станції і сервери.

Протягом ряду років мікропроцесори Alpha, розроблені компанією DEC, були лідерами в продуктивності. Перші 64-рядні мікропроцесори розроблялися в рамках концепції Spead Daemon, потім, починаючи з моделі 21264, розробники почали використовувати рішення, характерні для концепції Brainiac.

Мікропроцесор нового покоління Alpha 21264 був представлений в травні 1997 року. Мікропроцесор містив 15,2 млн транзисторів на кристалі площею 310 мм2 і виготовлявся за КМОП-технології з 6 шарами металізації.

На відміну від попередніх мікропроцесорів сімейства, поряд з високою тактовою частотою, в Alpha 21264 використовувався складний механізм динамічного виконання команд: динамічне планування з зміною послідовності команд, перейменування регістрів, спекулятивне виконання команд.

Новий мікропроцесор компанії Hewlett-Packard Alpha 21364 (у 1998 рік компанія DEC, розробник архітектури мікропроцесорів Alpha, була куплена Compaq, яка в свою чергу влилася в Hewlett-Packard) був випущений в кінці 2002 року.

Процесор містить те ж саме ядро, що і Alpha 21264, проте має ряд суттєвих доповнень. На відміну від попереднього процесора на кри Сталл розміщена 6-входовий множинно-асоціацію-ціатівності кеш-пам'ять вто рого рівня об'ємом 1,75 Мбайт, восьмиканальний контролер динамічн ської пам'яті Direct Rambus і мережевий інтерфейс пам'яті.

Архітектур PA (Precision Architecture) була вперше реалізована в 32-розрядному мікропроцесорі PA-RISC компанії Hewlett-Packard (HP) в 1986 році. Послідовно розвиваючи принципи RISC архітектури, в 1996 році HP ви пустила мікропроцесор РА-8000, в якому повною мірою втілені ос новні принципи динамічного виконання команд ("інтелектуального виконання" - в термінах Hewlett-Packard).

Наступним мікропроцесором сімейства став РА-8600, представлений HP наприкінці 1999 року. У мікропроцесорі використані нові алгоритми робо ти з кеш-пам'яттю (алгоритм заміщення квазі-LRU (Least Recently Used Removal - видаляються довго не використовувані сторінки пам'яті)). Для по щення надійності кеш-пам'ять реалізована з механізмом виявлення та виправлення помилок. Поліпшено алгоритм передбачення переходів. Супер скалярний пристрій обчислень у форматі з плаваючою точкою дозволяє за один такт отримувати до 4 результатів, що забезпечує виробник ність мікропроцесора 2,2 Gflops на тактовій частоті 550 МГц.

У березні 2000 року був випущений черговий мікропроцесор сімейства - РА-8700. Новий мікропроцесор виготовляється по 0,18-мікронної КМОП-технології "кремній на ізоляторі" (SOI - Sili con on Insulator) з семишарові мідними з'єднаннями, що дозволило розмістити на кри Сталл 2,25 Мбайт кеш-пам'яті першого рівня (кеш даних - 1,5 Мбайт, кеш команд - 750 Кбайт), використовувати знижена напруга живлення і підвищити тактову частоту до 800 МГц і вище. Продуктивність мік ропроцессора склала 3,2 млрд. операцій в секунду.

Одна з останніх розробок компанії HP - мікропроцесор РА-8800 (кодова назва Mako) - являє собою двухпроцессор ву систему на основі модифікованого ядра РА-8700, виконану на одному кристалі і розміщену в одному картриджі з кеш-пам'яттю другого рівня об'ємом 32 Мбайт.

Системна шина Mako така ж, як у процесорі Intel McKinley: ширина 128 біт, частота 400 МГц, пропускна здатність 6,4 Гбайт / с. Процесор виробляється по 0,13 мкм технології, з мідними з'єднаннями, ізолятором з низькою діелектричної постійної і ізольованою підкладкою (SOI).

У подальших планах HP передбачається випуск ще одного Мікропро цессора РА-8900, розрахованого на тактову частоту 1,2-1,3 ГГц, і совме стная з Intel робота над мікропроцесорами з архітектурою IA-64.

Архітектура SPARС була створена компанією Sun Microsystems в 1985 р. Зокрема, в архітектуру SPARC увійшла запропонована в Берклі концепція "реєстрових вікон", що спрощує створення однопрохідних компіляторів і суттєво знижує кількість команд звернення до пам'яті в порівнянні з іншими реалізаціями RISC-архітектури. Сімейство мікропроцесорів з архітектурою SPАRС включає 32-розрядні мікропроцесори MicroSPARC, SuperSPARC, HiperSPARC і 64-розрядний мікропроцесор UltraSPARC. Основною областю застосування SPARС-процесорів є високопродуктивні робочі станції, сервери і суперкомп'ютери.

Мікропроцесори з архітектурою MIPS компанії MIPS (c 1992 го-да є самостійним відділенням фірми Silicon Graphics) застосовуються в ігрових приставках, кишенькових комп'ютерах, високопродуктивних серверах, робочих станціях і є хоро ший ілюстрацією втілення концепції "Brainiac" в архітектурі процесора.

Розроблений компанією MIPS Technology Inc 64-розрядний Мікропро цессор R10000 побудований на базі попередніх поколінь RISC-процесорів (R2000, R3000, R4000 і R5000).

В основі цього мікропроцесора лежить суперскалярная RISC-технологія п'ятого покоління, реалізована раніше в орієнтованому на супер ЕОМ процесорі R8000. Однак, на відміну від многокристального R8000, оптимізованого для високопродуктивних наукових розрахунків, R10000 являє собою однокристальний процесор загального призначення для настільних ПК, робочих станцій і серверів. Він забезпечує кращий, ніж в R8000, баланс між цілочисельними операціями та операціями з плаваючою точкою, що робить його більш відповідним для широкого класу додатків. R10000 проектувався так, щоб його можна було з рівним успіхом застосовувати в побутових ПК з Windows NT, на робочих станціях з UNIX або в багатопроцесорних серверах баз даних.

R10000 містить високошвидкісний (до 1,6 Гбайт / с) внутрішньокристальний інтерфейс "процесор-шина", що дозволяє об'єднувати в багатопроцесорну конфігурацію до чотирьох процесорів без використання додаткових інтерфейсних схем.

Наступний мікропроцесор - R12000 - по архітектурі деяким відрізняється від R10000:

• в R12000 в 4 рази зросла ємність таблиці передбачення переходів - до 2048 рядків;

• з'явилася кеш-пам'ять адрес переходу ємністю 32 рядка;

• з 32 до 48 збільшено максимальне число інструкцій, які можуть виконуватися з порушенням порядку проходження;

• покращена робота з кеш-пам'яттю другого рівня;

• збільшені довжини конвеєрів.

У 2001 році Silicon Graphics (SG) випустила черговий мікропроцесор сімейства - R14000. Цей мікропроцесор проводиться по 0,13-мікронної мідної технології і працює на частоті 500 МГц. Істотних змін у порівнянні з R12000 архітектура мікропроцесора не зазнала.

У планах SG - випуск R16000 з частотою 600 МГц, R18000 з частою 800 МГц і очікуваної піковою продуктивністю 3,2 Gflops, a також R20000 з частотою 1 ГГц і піковою продуктивністю 4 Gflops. Після 2005 року SG планує згорнути мікропроцесорне виробництво і надалі використовувати у своїх серверах і робочих станціях мікропроцесори Intel / HP з архітектурою IA-64.







Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 588. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Понятие и структура педагогической техники Педагогическая техника представляет собой важнейший инструмент педагогической технологии, поскольку обеспечивает учителю и воспитателю возможность добиться гармонии между содержанием профессиональной деятельности и ее внешним проявлением...

Репродуктивное здоровье, как составляющая часть здоровья человека и общества   Репродуктивное здоровье – это состояние полного физического, умственного и социального благополучия при отсутствии заболеваний репродуктивной системы на всех этапах жизни человека...

Случайной величины Плотностью распределения вероятностей непрерывной случайной величины Х называют функцию f(x) – первую производную от функции распределения F(x): Понятие плотность распределения вероятностей случайной величины Х для дискретной величины неприменима...

Классификация и основные элементы конструкций теплового оборудования Многообразие способов тепловой обработки продуктов предопределяет широкую номенклатуру тепловых аппаратов...

Именные части речи, их общие и отличительные признаки Именные части речи в русском языке — это имя существительное, имя прилагательное, имя числительное, местоимение...

Интуитивное мышление Мышление — это пси­хический процесс, обеспечивающий познание сущности предме­тов и явлений и самого субъекта...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия