Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Архитектура компьютера - Таненбаун Э.

Таненбаун Э. Архитектура компьютера — Спб.: Питер, 2007. — 844 c.
ISBN 5-469-01274-3
Скачать (прямая ссылка): arhkomputera2007.DjVu
Предыдущая << 1 .. 224 225 226 227 228 229 < 230 > 231 232 233 234 235 236 .. 422 >> Следующая

пространства, но сложности реализации, свойственные Pentium 4,
сохраняются. Ее можно назвать расширенным вариантом архитектуры Pentium.
Еще одна архитектура, которую совместно разрабатывают компании Intel и
Hewlett Packard, называется IA-64. Это уже полноценная 64-разрядная
машина. Более того - она во многих отношениях разительно отличается от
Pentium 4. Первоначально IA-64 предполагается вывести на рынок
профессиональных серверных систем, но вполне возможно, что впоследствии
эта архитектура укрепится и в сегменте настольных компьютеров. В любом
случае архитектура IA-64, впервые реализованная в линейке процессоров
Itanium, настолько отличается от всего, что мы рассматривали ранее, что
просто необходимо познакомиться с ней
Архитектура IA-64 и процессор Itanium 2
461
поближе. Итак, оставшаяся часть раздела посвящена архитектуре IA-64 как
таковой и ее реализации в процессорах серии Itanium 2.
Проблема Pentium 4
Прежде чем переходить к детальному рассмотрению архитектуры IA-62 и
процессора Itanium 2, полезно разобраться в том, чем, собственно, плох
процессор Pentium 4 и какие проблемы компания Intel намеревается решить
путем разработки новой архитектуры. Основная проблема заключается в том,
что IA-32 - это старая архитектура команд с совершенно неподходящими для
современной техники свойствами. Это типичная CISC-архитектура с командами
разной длины и огромным количеством различных форматов, которые трудно
декодировать быстро и "на лету". Современная техника лучше всего работает
с RISC-архитектурами, в которых команды одинаковы по размеру, а код
операции имеет фиксированную длину, поэтому его легко декодировать. Хотя
команды архитектуры IA-32 во время выполнения программы можно разделить
на микрооперации наподобие RISC-команд, но для этого требуется
дополнительное аппаратное обеспечение (пространство на микросхеме), к
тому же это занимает время и усложняет разработку. Это первый недостаток.
IA-32 - это архитектура, ориентированная на двухадресные команды. В
настоящее время популярны архитектуры команд типа загрузки/сохранения, в
которых обращения к памяти выполняются только для того, чтобы поместить
операнды в регистры, а все вычисления делаются с использованием
трехадресных регистровых команд. Поскольку скорость работы процессора
растет гораздо быстрее, чем памяти, положение дел с IA-32 со временем все
больше ухудшается. Это второй недостаток.
Архитектура IA-32 содержит небольшой и нерегулярный набор регистров. Из-
за малого числа регистров общего назначения (четыре или шесть, в
зависимости от того, куда отнести регистры ESI и EDI) постоянно
приходится записывать в память промежуточные результаты, что ведет к
дополнительным обращениям к памяти, даже когда они по логике вещей не
нужны. Это третий недостаток.
Из-за недостаточного числа регистров возникает множество ситуаций
зависимостей, особенно WAR-зависимостей, поскольку промежуточные
результаты нужно куда-то помещать, а дополнительных регистров нет. Из-за
недостатка регистров постоянно требуется их подмена (то есть
использование скрытых регистров). Во избежание слишком частых кэш-
промахов команды приходится выполнять не по порядку. Однако семантика
архитектуры IA-32 определяет точные прерывания, поэтому команды,
выполняемые не по порядку, должны записывать результаты в выходные
регистры в строгом порядке. Все это очень сложно реализовать аппаратно.
Это четвертый недостаток.
Чтобы скорость работы была высокой, система должна быть в значительной
степени конвейеризирована. Однако это значит, что для выполнения любой
команды требуется множество циклов. Следовательно, становится
существенным точное предсказание переходов, поскольку в конвейер должны
попадать только нужные команды. Однако даже если процент неправильных
прогнозов невысок, существенно снижается производительность. Это пятый
недостаток.
462
Глава 5. Уровень архитектуры набора команд
Чтобы избежать проблем с неправильным прогнозированием переходов,
процессору приходится осуществлять спекулятивное выполнение команд со
всеми вытекающими отсюда последствиями. Это шестой недостаток.
Мы не будем перечислять недостатки дальше, поскольку и так ясно, что за
ними кроется реальная проблема. А ведь мы еще не упомянули, что 32-
разрядные адреса архитектуры IA-32 ограничивают размер отдельных программ
значением 4 Гбайт, что является серьезной проблемой для
высокопроизводительных серверов. Допустим, эта проблема решается в
архитектуре ЕМТ-64, но остальные недостатки остаются.
Ситуацию с IA-32 можно сравнить с положением дел в небесной механике как
раз перед появлением Коперника. В те времена в астрономии доминировала
геоцентрическая теория, в соответствии с которой Земля является центром
вселенной и неподвижна, а планеты движутся вокруг нее. Однако новые
наблюдения показывали все больше и больше несоответствий этой теории
действительности, что в конце концов привело к ее полной
несостоятельности.
Предыдущая << 1 .. 224 225 226 227 228 229 < 230 > 231 232 233 234 235 236 .. 422 >> Следующая