- •1. Risc-идеология. История, основные принципы, тенденция развития, «пострисковые» архитектуры: концепции vliw и epic
- •3) Vliw и epic.
- •2. Понятие конвейера. «Жадная» стратегия. Понятие mal в теории конвейера. Лемма для статических конвейеров. Введение задержек для увеличения производительности
- •«Терпеливая» стратегия: таблица занятости для последовательности операций в
- •М одифицированная диаграмма состояний для тз операции в:
- •3, 4. Архитектура кэш-памяти
- •3. Архитектура кэш-памяти. Ассоциативное распределение информации в кэш-памяти
- •4. Прямое распределение (отображение) информации в кэш-памяти
- •5. Raid массивы. Уровни raid (0, 1, 5, 6). Сравнение: оценки надежности, производительность, эффективность использования дискового пространства
- •Уровни raid:
- •6. Векторные процессоры: структура аппаратных средств. Два типа векторных процессоров. Примеры
- •9. Кластерная архитектура. Типы кластерных систем (ha, nlb, htc). Проблемы связи узлов в кластерных системах.
- •10. Основные подходы к организации схд (das, nas, san, cas). Особенности реализации, достоинства и недостатки каждого
1. Risc-идеология. История, основные принципы, тенденция развития, «пострисковые» архитектуры: концепции vliw и epic
RISC (Restricted (reduced) instruction set computer — компьютер с упрощённым набором команд) — архитектура процессора, в которой быстродействие увеличивается за счёт упрощения команд, чтобы их декодирование было проще, а время выполнения — короче. RISC является основой архитектуры современных рабочих станций и серверов.
Год |
RISC-система |
Разработ-чик |
Описание |
1981 |
MIPS-архитектура |
Джон Хеннесси |
Максимальная оптимизация конвейерной обработки. Любая из инструкций процессора выполняется за один такт (значительное ускорение работы процессора). Побочный эффект — удаление из набора инструкций умножения или деления. |
1982 |
RISC-I |
Дэвид Паттерсон и Карло Секвин |
Всего 44 420 транзисторов (CISC-процессорах того времени их 100 тыс.). Всего 32 инструкции. Превосходил по скорости работы любой одночиповый процессор того времени. |
1983 |
RISC-II |
40 760 транзисторов. 39 инструкций. 3МГц. 32 разряда. 138 регистров. В три раза быстрее RISC-I. |
Коэффициент языка высокого уровня (ЯВУ):
; ;
Intel i860 (также известен как 80860) — RISC-микропроцессор компании Intel, впервые выпущенный в 1989 году.
Признаки RISC:
1) Сокращенный набор команд.
2) Большинство команд должно выполняться за 1 такт.
3) Все команды обработки оперируют только содержимым регистров; для работы с ОП — команды загрузки/выгрузки.
4) Отказ от микропрограмм, «жесткие» конвейеры, суперскалярность (распараллеливание команд между несколькими исполнительными блоками).
5) В RISC все команды имеют одинаковый формат (простой); мало способов адресации.
6) Много основных регистров (100-200шт.) и большая кэш-память.
7) Оптимизирующий компилятор + оптимизированные библиотеки команд-функций, не входящих в набор команд.
Тенденции развития RISC- и пост-RISC-идеологии:
1) МП, которые максимально старались следовать RISC архитектуре (фирма DEC с МП Alpha) max простота, никаких инноваций, max быстродействие, min набор команд, лидеры по кэшу.
2) МП, в которые регулярно вводились новые устройства, и которые использовались для коммерческих приложений вводились нетрадиционные блоки, например, блок предсказания переходов).
С конца середины 90-х начался отход от классической схемы RISC. Пути развития:
1) Многоядерность: на одном чипе 2 и более ядер, работающих параллельно друг с другом. Параметры таких МП: количество ядер (лидер — фирма Sun); степень самостоятельности ядер (могут быть независимы, а могут быть, например, попарно связаны — общий кэш второго уровня, позволяющий ускорить обмен между ними).
2) Мультипоточность (Multithreading) — выполняют до 8 (и больше) процессов на МП. Признаки: увеличивается количество аппаратных ресурсов; существует аппаратный планировщик, который может гибко перераспределять ресурсы во времени между потоками.