Itanium -- перший мікропроцесор, в основу якого встановлена 64-розрядна архітектура IA-64. Це абсолютно нова архітектура процесора, в якій використовується концепція VLIW (Very Long Instruction Words -- дуже довгі командні слова), прогноз команд, виділення переходу, попереджуюче завантаження і інші вдосконалені методи, що дозволяють збільшити паралелізм програмного коду. Нова мікросхема міститиме як елементи RISC, так і CISC. Існує ще одна нова архітектура, яку Intel називає EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing-- команди явно паралельних обчислень); вони дають вказівку процесору виконувати одночасно декілька команд. В Itanium в 128-розрядному слові закодовано три команди, кожна з них міститиме ще декілька додаткових бітів, на відміну від сьогоднішніх 32-розрядних команд. Додаткові біти дозволяють адресувати більшу кількість регістрів і використовуються для управління процедурою паралельного виконання команд в процесорі. Все це спрощує проектування процесорів з багатьма модулями для паралельного виконання команд і дозволяє підвищити їх тактову частоту. Іншими словами, крім здатності одночасно виконувати декілька окремих команд усередині процесора, Itanium може зв'язуватися з іншими мікросхемами і створювати середовище паралельної обробки. Крім нових можливостей і абсолютно нової 64-розрядної системи команд, Intel і Hewlett-Packard гарантують повну сумісність “вниз” від Itanium до нинішнього 32-розрядного програмного забезпечення Intel x86 і програмного забезпечення PA-RISC фірми Hewlett-Packard. В Itanium з'єднано три різні процесори в одному, а це значить що Itanium зможе одночасно виконувати вдосконалене, явно “паралельне” програмне забезпечення з архітектурою IA-64, Windows (з архітектурою IA-32) і програми HP-RISC UNIX. Таким чином, Itanium підтримує 64-розрядні команди при збереженні сумісності з сьогоднішніми 32-розрядними додатками. Щоб використовувати переваги 32-розрядних комп'ютерів, першим з яких був 386-й, необхідно було написати нове програмне забезпечення. На жаль, індустрія створення програмного забезпечення розвивається набагато повільніше індустрії апаратних засобів. Пройшло цілі 10 років після появи процесора 386, перш ніж Microsoft випустила Windows 95 -- першу 32-розрядну операційну систему. В Intel стверджують, що таке не може трапитися з Itanium: Microsoft вже почала працювати над 64-розрядною версією Windows NT. Проте, не дивлячись на це, швидше за все, буде потрібно декілька років, щоб ринок програмного забезпечення переорієнтувався на 64-розрядні операційні системи і 64-розрядне програмне забезпечення. Зараз встановлено дуже багато 32-розрядних процесорів, і зворотна сумісність з 32-розрядним режимом дозволить Itanium швидко виконувати 32-розрядне програмне забезпечення, оскільки для цього будуть передбачені апаратні засоби, а не емуляція за допомогою програмного забезпечення. При виготовленні Itanium використовується 0,18-мікронна технологія. Це дозволить зменшити розмір транзистора, а значить, збільшити їх кількість на кристалі. Модернізація процесора 209 Головна мета розробки архітектури IA-64 полягає в тому, щоб створити мікросхеми які домінували б на ринку робочих станцій і серверів і могли конкурувати з такими мікросхемами, як Digital Alpha, Sun Sparc і Motorola PowerPC. Компанія Microsoft розробляє версію операційної системи Windows NT для P7, а фірма Sun -- версію Solaris (програмне забезпечення для операційної системи UNIX). NCR вже оголосила, що будуватиме Solaris-системи на основі Itanium. В процесорі Itanium застосовується новий тип корпусу Pin Array Cartridge (РАС); вага процесора близько 170 г Розділення ланцюгів сигналів і живлення Підкладка Статична кеш-пам'ять. Шина кеша працює на частоті ядра Itanium має три рівні кеш-пам'яті: стандартні перший і другий рівні і кеш-пам'ять третього рівня, розташовану на окремому кристалі. Вся кеш-пам'ять встановлюється в картриджі процесора. Iiaa.iecaoey i.ioanni.a При створенні процесора 486 і більш пізніх Intel, враховуючи той факт, що може бути потрібно нарощування обчислювальних можливостей, розробила стандартні гнізда типа Socket, які підходять для ряду процесорів. Таким чином, маючи системну плату з гніздом типа Socket 3, можна встановити в нього фактично будь-який процесор 486, а маючи системну плату з гніздом типа Socket 7 -- будь-який процесор Pentium. Щоб максимально використовувати можливості системної плати, ви можете встановити найшвидший процесор з числа підтримуваних вашою платою. Звичайно це визначається типом гнізда на системній платі. Допустимо (найшвидший) процесор можна встановити в конкретний тип гнізда. Наприклад, якщо ваша системна плата має гніздо типа Socket 5 для Pentium, можете встановити процесор Pentium MMX 233 Мгц з перетворювачем напруги 2,8В або AMD-K6. Якщо у вас гніздо типа Socket 7, значить, ваша системна плата підтримує (безпосередньо, без яких-небудь перетворювачів) більш низьку напругу, необхідну наприклад, для Pentium MMX або AMD-K6. Заміна процесора може в деяких випадках подвоїти ефективність системи, наприклад якщо Pentium 100 поміняти на Pentium MMX 233. Проте якщо у вас Pentium 233, то замінити його ви не зможете, оскільки це найшвидший процесор, який можна встановити в гніздо типа Socket. У такому разі вам доведеться повністю замінити системну плату, щоб встановити процесор Pentium II. Якщо ваш корпус не якийсь особливий і в нього можна встановити стандартну системну плату з формфактором Baby-AT або ATX, рекомендую замінити системну платою і процесор, а не намагатися знайти процесор, який працюватиме з вашою платою. У свій час Intel активно просувала ідею процесорів OverDrive. Але часта зміна типів корпусів і роз'ємів, напруги живлення, зміна системи охолоджування і т.д. привели до того, що процесори OverDrive не користуються популярністю. Користувачі обожнюють знать, наскільки “швидкий” у них комп'ютер. Щоб допомогти їм задовольнити цю цікавість, розроблені різні програми тестування (для вимірювання різних параметрів ефективності системи і процесора). Хоча жодне число не може повністю відобразити ефективність складного пристрою, такого як процесор або весь комп'ютер, тести можуть бути корисні при порівнянні різних компонентів і систем. Єдино вірний і точний спосіб зміряти ефективність системи -- перевірити її в роботі з додатками. На продуктивність одного компоненту системи часто роблять вплив інші її компоненти. Не можна одержати точних цифр, порівнюючи системи які мають не тільки різні процесори, але і різні об'єми або типи пам'яті, жорсткі диски, відеоадаптери і ін. Все це впливає на результати випробувань, і набувають значення можуть сильно відрізнятися від істинних, якщо тестування проводилося неправильно. Причини несправності процесорів Тести бувають двох видів: тести компонентів, що вимірюють ефективність специфічних частин комп'ютерної системи, таких як процесор, жорсткий диск, відеоадаптер або накопичувач CD-ROM, і тести системи, що вимірюють ефективність всієї комп'ютерної системи, яка виконує даний додаток або даний набір тестових програм. Тести частіше за все видають тільки один вид інформації. Краще всього перевірити систему, використовуючи власний набір операційних систем і додатків. Є компанії, які спеціалізуються на програмах тестування. Ці компанії, а також розроблені ними тести перераховані нижче.
Частіше всього проблеми в роботі комп'ютера виникають “з вини” інших пристроїв. Процесор є одним з найважливіших пристроїв, тому його працездатність зразу ж вплине на функціонування всієї системи в цілому. Виявити несправність процесора можна тільки за допомогою другого явно справного процесора. Проте при цьому можна “спалити” справний процесор, якщо, наприклад, невірно встановлені перемички живлення на системній платі. Всі дії з процесором необхідно виконувати з особливою акуратністю, а живлення комп'ютера включати тільки після повторної перевірки правильності установки процесора в гнізді і відповідних перемичок на системній платі. Однією з найпоширеніших причин виникнення проблем при роботі процесорів є їх “розгін”, тобто установка параметрів, не відповідних робітникам. Це приводить до нагрівання процесора і, як наслідок, до виходу його з ладу. Якщо ви намагаєтеся “розігнати” процесор, то звертайте особливу увагу на температурний режим його роботи. Проконтролювати температурний режим роботи можна, або безпосередньо торкнувшись до радіатора процесора, або за допомогою програмних засобів.
4. Технологія MMX, 3Dnow, Enhanced
Залежно від контексту, ММХ може означати multi-media extensions (мультимедійні розширення) або matrix math extensions (матричні математичні розширення). Технологія ММХ використовувалася в старших моделях процесорів Pentium п'ятого покоління як розширення, завдяки якому швидшає компресія/декомпресія відеоданих, маніпулювання зображенням, шифрування і виконання операцій ввода-вивода-- майже всі операції, використовувані в багатьох сучасних програмах.
У архітектурі процесорів ММХ є два основні удосконалення. Перше, фундаментальне, полягає у тому, що всі мікросхеми ММХ мають більший внутрішній вбудований кеш, ніж їх побратими, що не використовують цю технологію. Це підвищує ефективність виконання кожної програми і всього програмного забезпечення незалежно від того, чи використовує воно фактично команди ММХ.
Інше удосконалення ММХ полягає в розширенні набору команд процесора 57 новими командами, а також у введенні нової можливості виконання команд, званої одиночний потік команд -- множинний потік даних (Single Instruction -- Multiple Data, SIMD).
У сучасних мультимедійних і мережевих додатках часто використовуються цикли; хоча вони займають близько 10% (або навіть менше) об'єму повного коду додатку, на їх виконання може піти до 90% загального часу. SIMD дозволяє одній команді здійснювати одну і ту ж операцію над декількома даними, подібно тому як викладач, читаючи лекцію, звертається до всієї аудиторії, а не до кожного студента окремо. Технологія SIMD дозволяє прискорити виконання циклів при обробці графічних, анімаційних, відео- і аудіофайлів; інакше ці цикли віднімали б час у процесора.
Intel також додала 57 нових команд, спеціально розроблених для ефективнішої обробки звукових, графічних і відеоданих. Ці команди призначені для виконання з високим ступенем паралелізму послідовностей, які часто зустрічаються при роботі мультимедійних програм. Високий ступінь паралелізму в даному випадку означає, що одні і ті ж алгоритми застосовуються до багатьох даних, наприклад до даних в різних крапках при зміні графічного зображення.
Такі компанії, як AMD і Cyrix, ліцензіювали у Intel технологію ММХ і реалізували її у власних процесорах.
Технологія 3DNow розроблена компанією AMD у відповідь на реалізацію підтримки інструкцій SSE в процесорах Intel. Вперше (травень 1998 року) SDNow реалізована в процесорах AMD Кб, а подальший розвиток -- Enhanced 3DNow -- ця технологія одержала в процесорах Athlon і Duron. Аналогічно SSE, технології SDNow і Enhanced SDNow призначені для прискорення обробки тривимірної графіки, мультимедіа і інших інтенсивних обчислень.
SDNow є набором з 21 інструкції SIMD, які оперують масивом даних у вигляді одиничного елементу. У Enhanced SDNow до існуючих додані ще 24 нові інструкції. Технології обробки даних SDNow і Enhanced SDNow хоча і подібні SSE, але несумісні на рівні інструкцій, тому виробникам програмного забезпечення необхідно окремо реалізувати підтримку цих технологій.
Технологія SDNow, як і SSE, підтримує операції SIMD з плаваючою комою, а також дозволяє виконувати до чотирьох операцій з плаваючою комою за один цикл. Інструкції SDNow для операцій з плаваючою комою можуть використовуватися разом з командами ММХ без помітного зниження швидкодії. Підтримується і попереджуюча вибірка даних -- механізм попереднього прочитування даних з кеш-пам'яті.
Всі технології прискорення обробки даних компаній Intel і AMD реалізовані на рівні операційних систем Windows 9x і Windows NT/2000. Окрім цього, всі програмні інтерфейси DirectX (з версії 6) компанії Microsoft і Open GL компанії SGI оптимізовані для технології SDNow, а практично всі сучасні відеодрайвери SDfx, ATI, Matrox і nVidia підтримують SDNow і Enhanced SDNow. Не дивлячись на те що технологія SDNow підтримується багатьма комп'ютерними іграми і драйверами відеоадаптерів, існує ряд професійних графічних додатків (до їх числа відноситься і Adobe * Photoshop), що не підтримують SDNow.
Список використаної літератури
1. Тулі М., Справочний посібник по цифровій техніці: М.: Энергоатоміздат, 1990.
2. Буреев Л.Н. Найпростіша мікро-ЕВМ: -М.; Енергоатоміздат, 1989.
3. Срібнер Л.А. Програмуючі пристрої автоматики: - К.: Техніка, 1984
4. Конспект лекцій.
Страницы: 1, 2
