Лекция по "Архитектуре ЭВМ"

потоков. Это регистры общего назначения, счетчик команд, слово  состояния процесса и 

т. п. В любой момент времени  работает только один поток (тред). Он выполняется до

возникновения определенной ситуации (например, выполнения команды  загрузки 8

регистра при отсутствии данных в кэш-памяти). В этом случае процессор 

переключается на выполнение другого потока. Поскольку при  непопадании в кэш-

память операции с памятью  могут потребовать до сотни тактов процессора, его простои 

по причине ожидания данных могли бы быть весьма значительными. Современные 

процессоры, имеющие возможности  спекулятивного внеочередного выполнения

команд, в подобной ситуации могут продолжить выполнение других команд, но на

практике число независимых  команд быстро исчерпывается и процессор 

останавливается.

   Архитектура с  одновременным выполнением тредов  - SMT (Simultaneous MultiThreading) допускает одновременное выполнение нескольких потоков. В этом случае на

каждом новом такте на выполнение в какое-либо исполнительное устройство может

направляться команда  любого потока. По сравнению с суперскалярными процессорами,

поддерживающими внеочередное спекулятивное выполнение команд и

использующими механизм переименования регистров, для SMT необходимы, в

частности, следующие аппаратные средства:

· несколько счетчиков команд (по одному на поток) с возможностью

выбора любого из них на каждом такте;

· средства, ассоциирующие команды с потоком, которому они

принадлежат (необходимы, в  частности, для работы механизмов

предсказания переходов  и переименования регистров);

· несколько стеков адресов возврата (по одному на поток) для

предсказания адресов  возврата из подпрограмм;

· специальная дополнительная память в процессоре (в расчете на каждый

поток) для процедуры удаления из буфера выполненных вне очереди

команд.

Одна из основных особенностей SMT у многих современных процессоров  -

переименование регистров, когда логические (архитектурные) регистры отображаются

в физические, с которыми и ведется реальная работа. Техника переименования

регистров может, очевидно, применяться для того, чтобы избежать прямого 

дублирования файлов регистров, как аппаратной принадлежности потока.

 

 

 

 

 

Многоядерность

 

Для реализации процесса параллельного  выполнения задач  более эффективно

интегрировать два ядра или  более в одном микропроцессоре. Такая многоядерная

конфигурация на одном  кристалле обеспечивает более высокую  скорость обмена между ядрами, чем  использование внешних шин, коммутаторов и т.п. в

многопрцессорных системах.

Многоядерная архитектура  предоставляет два или более  полнофункциональных 

набора ресурсов для повышения  производительности процессора. Многоядерность и

65нм техпроцесс позволили  добиться значительной экономии  энергопотребления и 

повышения производительности на 1 Вт потребляемой мощности.

Совместно с многоядерными  процессорами, в архитектуру новых  платформ

внедряются такие новые  технологии, как независимость соответствующих

программных компонент (Intel Virtualization Technology  - VM), ускорение механизма

обмена данными (Intel I/O Acceleration Technology - I/O AT), удаленная управляемость

(Intel Active Management Technology - iAMT).

Комплекс новых технологий направлен на повышение эффективности 

вычислительной платформы  в целом.

 

17. Модели программирования, применяемые в различных классах параллельных ЭВМ. Взаимодействие через разделяемую память. Взаимодействие с помощью передачи сообщений.