Разделы презентаций


Процессоры

Содержание

ОУ состоят из ОЭ, которые могут работать одновременно Команда (инструкция) – совокупность операций, н-р, сложение векторов

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Глава 3. Процессоры
§1 Принципы работы
1. Процессор – устройство для обработки

информации

Глава 3. Процессоры§1 Принципы работы1. Процессор – устройство для обработки информации

Слайд 2 ОУ состоят из ОЭ, которые могут работать одновременно
Команда

(инструкция) – совокупность операций, н-р, сложение векторов

ОУ состоят из ОЭ, которые могут работать одновременно Команда (инструкция) – совокупность операций, н-р, сложение векторов

Слайд 3Программный код – последовательность закодированных команд, расположенных в целом числе

смежных байт памяти

ђим–гѕ г0 шІ kD8ФZ7aыЦшrН)3>–ЦЉpОKп Rутiщ хєџ]nЎиЙ–э B™4n`©Я… О€че

Я„M|^ ћ Щгњ"M»фт ‰B јL ґЬj >©бp%Уєkn »»G Кu‰ІяюяСP|Nw И€u№=()Ы X;Х‡лNkуГ5' ¤јCќ ::®ъјЁшцeОA,цгчБ j_Ќ±­ KъффЦъЧѓZ XИч%''ќл iВ bемхKa† -+G2 fSїOП\lz[±JHЩсџж3m2:›|љLЪэЯёєP==Эќ°х¶Ц¶Ћ Г}Yс7 И»j(`n(4ћI єh SmsІTп‹uЛ0ьБ;†nЌџяеЌЖ

Слайд 4 Работа проц. циклична
Командный
цикл
1
2
3
4
5

Работа проц. цикличнаКомандный цикл12345

Слайд 51- извлечение команд из памяти,
2- их декодирование
3- извлечение данных,
4- выполнение,
5-

запись результата
Если СШ широкая, то 1+3
команды
данные

1- извлечение команд из памяти,2- их декодирование3- извлечение данных,4- выполнение,5- запись результатаЕсли СШ широкая, то 1+3 командыданные

Слайд 6Исполняемая команда помещается в регистр команд
Декодирование команды – её разбиение

на (микро)операции – раздача заданий для ОЭ
00 MAR

:= PC
01 MRd
02 CR := MDR
03 --> PC := PC+1
04 END_COMMAND
Исполняемая команда помещается в регистр командДекодирование команды – её разбиение на (микро)операции – раздача заданий для ОЭ00

Слайд 7Адрес следующей команды хранится в регистре «указатель инструкций» (instruction pointer)
Как

изменяется адрес:
если текущая команда линейная, то прибавляется её длина

(в байтах)
если это команда перехода или вызова процедуры, то сама указывает новый адрес
Адрес следующей команды хранится в регистре «указатель инструкций» (instruction pointer)Как изменяется адрес: если текущая команда линейная, то

Слайд 8Адреса данных и сами данные хранятся в регистрах общего назначения
Н-р,

в архитектуре x86

Адреса данных и сами данные хранятся в регистрах общего назначенияН-р, в архитектуре x86

Слайд 92. Типы команд
по типу ячеек (R-reg., M-mem.)
- R1,R2->R3

- M1,M2->M3
- R1->M1
- …………………
по их количеству

- простые
- сложные: несколько R и M
2. Типы команд по типу ячеек (R-reg., M-mem.) - R1,R2->R3 - M1,M2->M3 - R1->M1  - …………………

Слайд 10 по типу операндов
- скалярные: число
- векторные: массив

чисел
Векторные команды дают экономию на 1,2 шагах цикла

по типу операндов - скалярные: число - векторные: массив чиселВекторные команды дают экономию на 1,2 шагах

Слайд 113. «Одновременное» выполнение задач (программ)
Однопотоковый ЦП «создаёт иллюзию» одновременности

ОС вычисляет

кванты времени для задачи согласно её приоритету (см. диспетчер задач)

3. «Одновременное» выполнение задач (программ)Однопотоковый ЦП «создаёт иллюзию» одновременностиОС вычисляет кванты времени для задачи согласно её приоритету

Слайд 12ЦП по прерываниям от таймера периодически

сохраняет в кэше содержимое

регистров, доступных текущей задаче

переключается на следующую задачу

ЦП по прерываниям от таймера периодически сохраняет в кэше содержимое регистров, доступных текущей задаче переключается на следующую

Слайд 13Многопотоковый процессор имеет несколько
декодеров команд
регистров команд
IP
АЛУ
Много

конвейеров и/или ядер

Брахма

Многопотоковый процессор имеет несколько декодеров команд регистров команд IP АЛУМного конвейеров и/или ядерБрахма

Слайд 14Ядро – часть процессора, выполняющая хотя бы 2-4 этапы командного

цикла
Общие
кэш высокого уровня
системная шина

Ядро – часть процессора, выполняющая хотя бы 2-4 этапы командного циклаОбщие кэш высокого уровня системная шина

Слайд 15
Виртуальная машина – это программная среда,
позволяющая запускать несколько ОС

(одинаковых или разных) квазипараллельно

Виртуальная машина – это программная среда,позволяющая запускать несколько ОС (одинаковых или разных) квазипараллельно

Слайд 164. Пути повышения производительности
SpeedDaemon
– за счёт роста частоты
Brainiac – поумнение

УУ, кэша, паралл. конвейеры

4. Пути повышения производительностиSpeedDaemon– за счёт роста частотыBrainiac – поумнение УУ, кэша, паралл. конвейеры

Слайд 17 Конвейеризация (pipelining)
Процессорный цикл разбит на простые операции

Конвейеризация (pipelining)Процессорный цикл разбит на простые операции

Слайд 18Если программа не оптимизирована под данный конвейер, то появляются холостые

такты

Можно увеличить частоту
Но!
Эффективная длина конвейера – среднее число тактов в

цикле


Если программа не оптимизирована под данный конвейер, то появляются холостые тактыМожно увеличить частотуНо!Эффективная длина конвейера – среднее

Слайд 19 Суперскалярность
Некоторые из 5 этапов цикла распараллеливаются
+ конвейеризация = несколько

конвейеров (потоков)

СуперскалярностьНекоторые из 5 этапов цикла распараллеливаются+ конвейеризация = несколько конвейеров (потоков)

Слайд 20 Предсказание переходов – УУ прогнозирует направление условного перехода и,

не дожидаясь его, выполняет 1 и 2 этапы цикла

Предсказание переходов – УУ прогнозирует направление условного перехода и, не дожидаясь его, выполняет 1 и 2

Слайд 21Предсказание
Статическое – на основе «опыта предков», зашито в УУ
Динамическое

– на основе текущей статистики переходов

ПредсказаниеСтатическое – на основе «опыта предков», зашито в УУ Динамическое – на основе текущей статистики переходов

Слайд 22Если предсказание сбылось (98-99 % !), то ЦП не зря

работал без «перерыва»

Экономия времени до 30 %

Если предсказание сбылось (98-99 % !), то ЦП не зря работал без «перерыва»Экономия времени до 30 %

Слайд 23 Исполнение по предположению (speculative execution) – выполняются все этапы!
Но

при неудаче конвейер очищается много тактов

Исполнение по предположению (speculative execution) – выполняются все этапы!Но при неудаче конвейер очищается много тактов

Слайд 24 Внеочередное исполнение – порядок исполнения команд может меняться если

их результаты независимы
Но в СШ результаты выдаются по порядку, т.е.

программа «не замечает», что её «перекроили»
Внеочередное исполнение – порядок исполнения команд может меняться если их результаты независимыНо в СШ результаты выдаются

Слайд 25 Переименование регистров – если команды одновременно обращаются к одному

регистру, его можно «размножить», используя запасные регистры

Логически он один, а

физически – несколько
Переименование регистров – если команды одновременно обращаются к одному регистру, его можно «размножить», используя запасные регистрыЛогически

Слайд 26Н-р, схема работы одного из ядер Phenom

Н-р, схема работы одного из ядер Phenom

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика