|
I.2 Mikroprotsessorlarning turlari va rivojlanish bosqichlari
|
| bet | 3/7 | | Sana | 17.01.2024 | | Hajmi | 106,5 Kb. | | #139532 |
Bog'liq Namangan muhandislik qurilish instituti «sanoatni axborotlashtiI.2 Mikroprotsessorlarning turlari va rivojlanish bosqichlari
Birinchi MP 4004 mikroprotsessori Intel firmasi tomonidan 1971-yilda chiqanlgan. Hozirgi vaqtda bir necha yuzlab turli nukro- protsessorlar chiqarilmoqda, lekin eng ommaviy va keng tarqalgani Intel va Intel ga o'xshash firmalarning mikroprotsessorlaridir.
Barcha mikroprotsessorlarni 3 ta guruhga bo'lish mumkin:
- CISC asosidagi (Complex Instruction Set Command - to'liq to'plamli buyruqlar tizimi) mikroprotsessor;
- RISC asosidagi (Redused Instruction Set Command - qisqartirilgan to'plamli buyruqlar tizimi) mikroprotsessor;
MISC asosidagi (Minimum Instruction Set Command- minimal to'plamli buyruqlar tizimi) mikroprotsessor.
IBM PC rusumidagi ko'pchilik zamonaviy shaxsiy kompyuter- larda CISC asosdagi mikroprotsessor ishlatiladi.
MP 80386,80486 mikroprotsessorlarida SX, DX, SL va boshqa harfli o'zgartirish kiritilganlari bor (80486SX, 80486DX), ular bazaviy modeldan shinalar razryadliligi, taktli chastota, ishlash ishonchliligi, o’chamlari, energiya iste’moli, kuchlanish amplitudasi va boshqa kattalklar bilan farq qiladi:
- DX bazaviy model bilan devarli mos keladi;
- SX va SL, xususan kichikroq shinalar razryadligiga ega;
- SL va ayniqsa SLE energiyani tejaydigan, ixcham ShK da (Lap Top, Notebook) ishlatishga mo’jallangan 80486DX - bu MP 80486 ning boshlang'ich versiyasidir. U sozlangan matematik soprotsessor va o'lchami 8 Kbayt bo'lgan birinchi darajali kesh-xotiraga ega Uning uchun maksimal chastota 50 MGts; chastotani yanada orttirish u vaqtda MP uchun ma ’noga ega emas edi, chunki ko'pchilik tizimli platalar bunday tezliklarda ishlay olmas edilar. 486SX modeli DX ga o'xshash, lekin unda soprotsessor blok langan. Bu ishlab chiqaruvchiga soprotsessorni testlash xarajatlaridan halos bo’lish va shu bilan mahsulot narxini kamaytirishga imkon bergan 80486DX va undan yuqori mikroprotsessorlar ichki chastotasini ko'paytirib ishlashi mumkin. Ko‘paytirilgan chastota bilan MP ning faqat ichki sxemalari ishlashi mumkin. MP ga nisbatan hamma tashqi sxemalar, shu jumladan tizimli platada joyiashganlari ham, oddiy chastotada ishlaydi.
486DX4 bu 4-avlod mikroprotsessoridir (to'rt aynan shuni bildiradi); u DX2 dan ichki keshxotirani 16 Kbayt gacha ko‘paytirilganligi, uch marta orttirilgan chastotada ishlay olish imkoniyati (486DX4 100) va 5 V m emas, balki 3,3 V kuchlanishli ta’minoti bilan farq qiladi.
Quyidagilarni ta’kidlash kerak:
• 80386 va undan yuqori MP da buyruqlar konveyerli bajariladi.
Buyruqlaming konveyerli bajarilishi - bu natijalami MP ning bir qismidan boshqa qismga bevosita uzatishda, MP ni turli qismlarida ketma-ket buyruqlarning turli taktlarini bir vaqtda bajarishdir. Buyruqlarning konveyerli bajarilishi ShK ning tezkorlik bo'yicha samaradorligini 2-3 marta ortiradi:
• 80286 va undan yuqori MP ning hisoblash tarmog'ida ishlash imkoniyati;
• 80286 va undan yuqori MP ning ko'p masalalar bilan ishlash imkoniyati va bunga mos xotira himoyasi mavjud. Zamonaviy mikroprotsessorlar ikkita ish rejimiga ega.
• Haqiqiy (bitta masalali), unda faqat bitta dastur bajarilishi mumkin va kompyuter asosiy xotirasining faqat 1024 Kbayti bevosita adreslanishi mumkin, qolgan (kengaytirilgan) xotiraga esa faqat maxsus drayverlar ulangandagina murojaat qilish mumkin;
• Himoyalangan (ko'p masalali), bu rejimda birdaniga bir nechta dasturlaming bajarilishi, bevosita adreslash va ShK da bor bo'lgan barcha asosiy xotiraga to'g'ridan to'g'ri murojaat qilish (qo'shimcha drayverlarsiz), uning bajarilayotgan dasturlar o'rtasida avtomatik taqsimlanishi va mos ravishda uni, begona dasturlar tomonidan murojaat qilinishidan himoyalash ta’minlanadi;
• 80386 va undan yuqori MP larda virtual mashinalar tizimi rejimini qo'llab-quvvatlash Virtual mashinalar tizimi ko'p masalali ish rejimining yanada rivojhinishi bo'lib, unda har bir masala o'zining operatsiyaviy tizimi boshqaruvi ostida bajarilishi mumkin, ya'm bitta MP da go'yo. parallel ishlaydigan va turli xil operatsiyaviy tizimlarga ega bo'lgan bir nechta konipyuterlar modellashtiriladi Pentium mikroprotsessorlari 80586 (R5) mikroprotsessorlari Intel firmasi tomonidan patentlangan Pentium tovar markasi bo'yicha ko'proq ma’lumdir (boshqa firmalaming 80586 MP boshqacha belgilanishga ega: AMD firmasida K5, Cyrix firmasida Ml va b.) Bu mikroprotsessorlar besh pog'onali konveyerli strukturaga ega bo'lib, u ketma-ket buyruqlarning bajarilish taktlarini ko'p marotaba birgalikda ishlashmi ta'minlaydi va yana boshqarishni shartli uzatish buyruqlari uchun kesh-buferga ega bo'lib, u dasturlami tarmoqlanish yo'nalishini oldindan aytish imkonini beradi, samarali tezkorligi bo'yicha ular har bir buyruqni go'yoki bir takt ichida bajaradigan RISC MPlarigayaqinlashadi. Pentium I2 razryadli adresli shinaga va 64-razryadli ma’lumotlar shinasiga egadir. Tizim bilan qiymatlarni almashish sekundiga I Gbayttezlik bilan bajarilishi mumkin.
Hamma Pentium protsessorlarida har bmga 16 kbaytdan alohida buyruqlar uchun, alohida ma'lumotlar uchun sozlangan kesh-xotira va 2-darajali kesh-xotiraning sozlangan nazoratchisi bor; maxsuslashgan konveyerli apparatli qo'shish, ko'paytirish va bo lish bloklan bor bo'lib. ular siljib yuradigan nuqtali amallaming bajarilishini jiddiy tezlashtiradi.
Pentium Pro mikroprolsessorlari. 1995-yil sentyabrda savdo markasi Pentium Pro bo'lgan 80686 (Rb) MP ning taqdimot marosimi bo'ldi va savdoga chiqarildi.
Mikroprotsessor 2 ta kristaldan MP ni o'zidan va kesh-xotiradan tashkil topgan. Lekin u Pentium bilan to'liq. mos kelmaydi va xususan, maxsus tizimli platani talab etadi. Pentium Pro 32-bitli ilovalarda yaxshi ishlaydi, 16-bitli ilovalarda esa hattoki Pentiumga birmuncha yutqazadi.
Yangi sxemotexnik yechimlar tufayli ular ShK lar uchun yanada yuqoriroq unumdorlikni ta’minlaydi. Bu yangiliklarning bir qismi "dinamik bajarilish" (dinamic execution) tushunchasi bilan birlashtirilishi mumkin, bu 14 ta pog'onali superkonveyerli struktura (superpi pelining), boshqarishni shartli uzatishlarda dasturning tarmoqlanishini oldindan aytish (branch prediction) va mo'ljallangan tarmoqlanish ro’li bo'yicha (speculative execution) buyruqlaming bajarish borligini bildiradi.
Ko'p masalalarni. ayniqsa iqtisodiy masalalarni yechish dasturlarida ko'p sonli boshqarishni shartli uzatishlar mavjud. Agar protsessor o'tish, tarmoqlanish yo'nalishini oldindan ayta olsa, u holda uning ish unumdorligi hisoblash konveyerlarini yuklashm optimallashtinsh hisobiga sezilarii ortadi. Pentium Pro protsessonda oldindan to'g'ri aytish ehtimoiligi 90%, Pentium da esa 80%. 256 - 512 Kbayt sig'imli kesh-xotira - Pentium protsessorlaridagi yuqori unumli tizimlaming majbuny xususiyatidir. Lekin ularda sozlangan kesh-xotira katta bo'lmagan (16 Kbayt) sig'imga ega, uning asosiy qismi esa protsessordan tashqarida asosiy platada joylashadi. Shuning uchun u bilan ma’lumotlar almashish MP ning ichki chastotasida emas, balki odatda 2-3 marta past bo'lgan taktli generator chastotasida amalga oshinladi, bu esa kompyuteming umumiy tezkorligim pasaytiradi. Pentium Pro MP da 1-darajali kesh- xotira ham (8 Kbayt dan buyruqlar va qiymatlar uchun) va 256 yoki 512 Kbayt sig'imli 2-darajali kristall kesh-xotira ham bor bo'lib, ular mikroprotsessoming o'zini platasida joylashgan va MP ning ichki chastotasida ishlaydi
Pentium MMXva Pentium II mikroprotsessorlari. 1997 yilda multimedia texnologiyasida ishlash uchun modernizatsiya qilingan va mos ravishda Pentium MMX (MMX - Multi Media eXtention) va Pentium II savdo markalarini olgan Pentium Pro mikroprotsessorlarining taqdimot marosimi bo'ldi
Pentium MMX MP audio va Video ma’lumotlarni qayta ishlashga mo'ljallangan qo'shimcha 57 ta buyruq, ikki marta kattalashgan (32 Kbayt gacha) kesh-xotira, Pentium Pro MP dan olingan tarmoqlanishlarni
oldindan aytish yangi blokim o'z ichig a oladi Shuning hisobiga unda Pentium MP ga nisbatan I millionta tranzistorli element ko'proqdir.
Bu mikroprotsessorlarni samarali ishlatish uchun barcha eski dasturlarga (shu jumladan Windows 95, Windows NT operatsion tizimlariga ham) moslashtiruvchi dasturli lavhalarni qo‘shish kerak; aslida esa, ularsiz ham Pentium MMX MP oddiy Pentium MP dan birmuncha unumliroqdir Pentium MMX MP oddiy ilovalarni bajarishda Pentium MP ga qaraganda 10-15% tezkorroqdir, yangi 57 ta buyruqni ishlatib multimedia ilovalarini bajarishda esa u 30% tezkorroqdir Pentium II MP boshqa hamma MP larga nisbatan o'zgacha tuzilishga ega, xususan, u uncha katta boimagan plata-kartridj ko'ri- nishida bajarilgan bo'lib, unga protsessoming o'zi (Pentium Pro da 5,5 mln ta tranzistor bo'lsa, unda 7,5 mln ta tranzistor bor) va umumiy hajmi 512 Kbayt bo'lgan ikkinchi darajali kesh-xotiraning to'rtta mikrosxemasi joylashtirilgan Protsessoming o'z mikrosxemasida joylashgan l-darajali kesh-xotira Pentium Pro MP da bor bo'lgan 16 Kbayt o‘rmga32 Kbayt sig'imga ega, lekin 2-darajali kesh-xotira MP ning ichki chastotasida emas, balki ikki marta kichik chastotada ishlaydi Pentium II MP 0,35 mikronli texnologiya asosida ishlab chiqa- riladi va 2,8 V ta’minot kuchlanishini ishlatadi. Uning uchun, tabiiy- ki, boshqa barcha Pentium larga nisbatan o'zgacha tizimli plata talab etiladi Pentium Pro (P6) protsessorlari Bu protsessorda komandaning din amik bajarilishi qo'llanilgan , ya’ni ko'pgina ma’lumotlarning o'tish taxlili va virtual bajanlishlami taxmin qilish vositalari kombinatsiyalari, bunda protsessorda komandalar dastur kodida ko‘rsatilgan tartibda bajarilmasligi mumkin. Bunda oldingi operatsiyalar natijalariga bog'liq bo’lmagan komandalar
o‘zgartirilgan tartibda bajarilishi mumkin, ammo natijalarni xotiraga yozish va portlar ketma-ketligi dastlabki dastur kodiga mos bo'ladi. Komandani avvaldan bajarish (spekulyativ bajarish) imkoniyati, komanda bir konveyerda boshqasiga qaraganda tezroq bajarilgan holatda komandani qayta tartiblash, dinamik bajarilishda o'tishlarm oldindan tahmin qilish hisoblashlar samaradorligini oshiradi.
Protsessor funksional qo‘shimchalar FRC yordamida testlash rejimini qoilaydi. Protsessor arxitekturasi simmetrik multipleksorli tizimda to‘rttagacha protsessorni bir shinada birlashtirishga imkon beradi. Umumiy o'tkazish qobiliyati ikkita mustaqil shina hisobiga oshirilgan. Bir shina (tizim) protsessor yadrosini asosiy xotira va interfeys qurilmalar bilan o'zaro ishlash funksiyasini bajaradi, ikkin- chisi kesh -xo tira bilan ma’lumotalar almashuv funksiyasini bajaradi. Birinchi shina protsessor takt chastotasida ishlaydi, ikkinchisi tizim chastotasida. Shinaning bunday taqsimlanishi xotira bilan protsessor o'rtasidagi almashinuvni uch marta tezlashtiradi. Buning natijasida alohida keshxotira zarurati yo‘qoladi. Mikroprotsessor ma’lumotlar va komandalar uchun har biri 8 Kbayt bolingan birinchi sath keshxotirasi
( L I ) va birlashtirilgan ikkinchi sath keshxotirasi (L2) ni o‘z ichiga oladi. Birinchi sath ma’lumotlar kesh-xotirasi bir taktda bitta yoz ish operatsiyasi va bitta o‘qish operatsiyasini qo’llaydi. Ikkinchi sath kesh-xotira interfeysi protsessor takt chastotasida ishlaydi va bir taktda 64 bit uzatishi mumkin Ikkinchi sath kesh-xotira hajmi 256 Kbayt (0,6 mkm texnologiyasida) va 512 Kbayt (0,35 mkm texnoiogiyasida).
Pentium MMX (P55C) protsessorlari - multimedia, 2D- va 3D- grafik va kommunikatsion qo‘llanishlarga yo'naltirilgan protsessorlar. Pentium MMX arxitekturasiga qo‘shimcha ravishda quyidagi- lar kiritilgan:
• 8 ta 64-razryadli MMX-registrlari;
• ma’lumotlarning to‘rtta yangi toifasi;
• 57 ta qo‘shimcha komanda. quyidagi guruhlarga bo’linadi: MMX registrlari va butun sonli registrlar yoki xotira orasida ma'lumot almashinuvi, arifmetik (murakkab va turli rejimlarda hisoblash, ko'paytirish, ko'paytirish va bo'lish kombinatsiyalan), qiyoslash, formatlarni o'zgartirish, mantiqiy, siljish (mantiqiy va arifmetik), MMX registrlarim tozalash;
• komanda keshxotirasi va ma’lumotlar keshxotirasi hajmi ikki mart a oshirilgan ( 16 Kbayt);
• o'tishlarni taxmin qilish logikasi yaxshilangan;
• kengaytirilgan konveyerlash;
• xotirani chuqurroq buferizatsiya qilish Pentium MMX protsessonda arifmetik va mantiqiy operatsiyalar 64-razryadli M M X registridajoylashgan so'z yoki ikkilik so'z har bir bayti ustida parallel bajariladi. Bunday holatda qayta ishlashning SIMD (Single Instruction - Multiple Data) modeli yaratiladi. SIMD komandalarda 64 razryad bir vaqtda qayta ishlanadi. MMX komandaga bog'liq holda, sakkizta bir baytli operand, to'rtta ikki baytli, ikkita to'rt baytli yoki bitta sakkiz baytli operand traktlanadi SIMD qayta ishlash multimedia algoritmlari bajarilishim tezlash- tiradi, bu bir turli ma’lumotli katta massivlar ustida identifik operatsiyalarni bajanshga tegishli MMX komandalardan foydala- nisli multimedia operatsiyalarining bajari 1 ish tezligim xuddi shunday chastotali birinchi avlod Pentium protsessorlariga qaraganda 60 % ga oshirish imkonini beradi. Boshqa komandalarda Pentium bilan muvofiqlik ta’minlanadi. MMX komandalari bayroqlarga ta’sir ko'rsatmaydi, uzilishlami yuzaga keltirmaydi va protsessor ishining ixtiyoriy rejimi uchun ochiq O'tishlarni taxmin qilish logikasini mukammallashtirish komandalami oldindan tanlash (BVO) buferlan sonini oshirish bilan ta’minlanadi. Pentium MMX to'rtta 16-razrvadli BVO ga ega.
Kengaytirilgan konveyerlash konveyerda butun sonli dasturlar- ning bajarilish bosqichini oltitagacha oshirish bilan erishiladi. Bu dastlabki tanlov bosqichi (PF) va komand an i dekodlash ( D l ) bosqichi orasiga tanlov bosqichi (F) ni kiritish hisobiga amalga oshiriladi, Tanlov bosqichida komanda uzunligini dekodlash bajariladi Bu Pentiumning dastlabki modellarida Dl bosqichida bajarilgan. Pentium II protsessori 36-razryadli adreslar shinasiga ega, bu 64 Gbayt hajmdagi fizik xotiram adreslash imkonini beradi. Protsessor yadrosining chastotasi 233, 266, 300 va 450 MGts, shina chastotasi 66,66 va 100 MGts ni tashkil etadi Protsessoming yuqori sama- radorligiga unda komandalaming dinamik bajarilishi, MMX kengayt- masi va ikkita mustaqil shinalami qo'llash bilan erishilgan.
Birinchi sath kesh-xotirasi (L,l) 32 Kbayt gacha oshirilgan (16 Kb ay t - k o m a n d a kesh-xotirasi, 16 Kb ay t - m a ’lumot kesh-xotirasi). Ikkmchi sath kesh-xotirasi (L2) protsessor bilan bitta plataga joylashtirilgan.
Pentium ill protsessori SSE (Streaming SIMD Extensions) texnologivasi bo'yicha qurilgan Pentium III da 70 ta yangi SIMD komandalari qo'llanilgan. bu komandalar 128-razrvadli registrlar XMM0-XMM7 bilan ishlaydi Bunday holatda ikkita registr ustida operatsiya bajarilganda, SSE to'rtjuft son ishlatadi. Buning natijasida protsessor bir vaqtda to'rttagacha operatsivani bajarishi mumkin, bu quyidagi qo'llanishlarda samara beradi:
• uch o’lchamli grafika va suzuvchi nuqtali format hisoblashlaridan foydalanib modellashtirish,
• signallarni qavta ishlash va jarayonlarni parametrlarning keng diapazonli o'zgarishi bilan modellashtirish;
• real vaqt dasturlarida uch o'lchamli tasvirlarni generatsiya qilish,
• Video signallarni kodlash va dekodlashda blokli qayta ishlash algoritmlarida;
• ma’lumotlar potoki bilan ishlovchi raqamli filtrlash sonli algoritnilari.
Ko'rib chiqilgan Intel firmasi protsessorlaridan tashqari Pentium bilan bir xil saniaradorlikka ega bo'lgan boshqa kompaniyalaming protsessorlari mavjud - AMD (AMD K5 PR 75/90/100, AMD K6), C Y R I X (C x86 ( Ml ) , C Y R I X 6x86, P I 20+, P I 33+, P I 50+, P166+, P200+, CYRIX 6x86MX, CYRIX MediaGX), Hewlett Packard (Merced (P7), PA RISC, PA-8000), DEC (Alpha 21068, 21164, 21264). AM D К 5 PR 75/90/10 0 / 12 0 / 13 3 / 166 protsessorlari CISC/RISC gibrid arxitekturasi bo’yicha qurilgan va parallel ishlaydigan beshta qayta ishlash bloklan murakkab konveyeriga ega. Pentium dan farqli ravishda bu protsessorlarda bir vaqtda suzuvchi nuqtali, zagruzka (saqlash) va o'tish kotnandalari bajarilishi mumkin. Registrlami qayta nomlashning katta to’plami va imkoniyati va zagruzka (saqlash) blokinmg mavjudligi ikkita operatsiyani xotiradan tanlovning bir tsiklida bajarish imkonini beradi Protsessorda ajralish va komanda bajarilish tartibini o'zgarishini taxmin qilishdan foyda- laniladi. Komandalar kesh-xotirasi hajmi 16 Kbayt; ma’lumotlar kesh-xotirasi hajmi 8 Kbaytdan iborat A M D - К б M M X protsessorlari 32 Kbayt hajmd ag i m a ’lumotlar va komandalar uchun ajratilgan kesh-xotiraga ega, Ma’lumotlar kesh-xotirasi teskan yozishni qo'llaydi. Komanda kesh-xotirasi komandalami dastlabki dekodlash uchun qo'shimcha sohaga ega Har bir komanda qayta kodlash bitlariga ega, ular kesh-xotiradagi navbatdagi komanda boshiga siljishni ko'rsatadi. Ikkinchi sath ichki kesh-xotira mavjud emas. Protsessor 8192 elementdan iborat ajralishlar tarixi jadvalidan foydalanib, ajralishlami taxmin qilish logikasini qo'llaydi; o'tish adreslan kesh-xotirasi va qaytish steki o'tishni to'g'ri taxmin qilish ehtimolligini 95% dan oshishiga imkon beradi.
Intel P54 vaP55 protsessorlaridan farqli ravishda AMD-K6 MMX protsessori multiprotsessor tizimini qo'llovchi ichki vosita- larga ega emas. Unda shina operatsiyalarini tekshiruvchi (BUSChK) signal va zondlangan rejimyo'q, shuningdek, to'xtash nuqtasi signali va samaradorlik momtoringi chiqarilmaydi Protsessorda komanda ketma-ketliklaririi o'zgarishi, ma'lumotlarm dastlabki uzatish, registrlami qayta nomlash mavjud bo'lgan spekulyativ bajarishdan foydalaniladi. 3DNow texnologiyali AMD-K6-2 protsessorlari 0,25 mkm tex- nologiya asosida qurilgan. Ular 256 Kbayt hajmli ikkinchi sath ichki kesh-xotirasining va 64 Kbayt hajmli birinchi sath kesh-xotirasining tezkorligi xarakterlanadi. Protsessor effektiv RISC-arxitekturaga va suzuvchi nuqtali hisoblashlaming mukammallashtirilgan blokiga ega. Protsessor vadrosi chastotasi 300 dan 400 MGts gacha Shina chastotasi - i 00 MGts Cyri x 6x86 ( M l ) protsessorlari regis trlami d in am ik q ay ta nomlash, komandalar bajarilish tartibini o'zgartirish, spekulyativ bajarish, o'tishlarni taxmin qilish imkoniyatlariga ega. Protsessorlar i kki ta kesh-xotirani o ' z ichiga oladi:
komandalar va ma’lumotlar uchun foydalaniladigan 16 Kbayt hajmli kesh-xotira va qo‘shimcha 256 baytli komandalar kesh-xotirasi. Komandalar uchun alohida kesh-xotira umumiy kesh-xotiraga komandalar va ma’lumotlar uchun murojaat bo'lganda yuzaga kelishi mumkin bo'lgan konfliktlami bartaraf qilish imkonini beradi. Protsessor butun sonli komandalar va suzuvchi nuqtali komandalami bir vaqtda bajarish qobiliyatiga ega. Komandalar bajarilish sikli bosqichlari:
• komandalami tanlash F;
• komandani dekodlash (1 stadiva) Dl;
• komandani dekodlash (2 stadiya) D2;
• adresni hisoblash (1 stadiya) ACC I;
• adresni hisoblash (2 stadiya) ACC2;
• bajarilish EX;
• natijani yozish WB Dekodlash va adresni hisoblash bosqichlari konveyerlangan, oqibatda EX va WB bosqichlarida komandalami qayta tartiblash imkoniyati ta'minlangan.
Mobil fovdalanish uchun protsessorlaming kichik voltli ver- siyalari mavjud Cyrix 6x86MX protsessori - Ml protsessorining mukammal- lashtirilgan varianti, qo'shimcha ravishda 57 ta multimedia koman- dalari to'plamini bajarish, MMX kengaytmasi bilan muvofiqlik imkoniyati kiritilgan va takt chastotasi oshirilgan. Protsessor ikkita kesh-xotirani o ' z ichiga oladi: teskari y o zishli 64 Kbayt hajmdagi 4- kirishli assotsiativ kesh-xotira va 256 bayt hajmdagi yuqori tezlikli komandalar kesh-xotirasi Mobil qoMlanilish uchun energiya iste’mo-li effektiv boshqaruv tizimi ko'rib chiqilgan. 64-razryadli mikroprotsessor arxitekturalarining o'ziga xosligi. 1997-yilda Intel va Hewlett Packard kompanivalari yangi mikroprotsessor arxitekturasi EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing - aniq parallel hisoblash qo'llanmasi) ni yaratdilar, bu 64- razryadli mikroprotsessorlar IA-64, McKinley, Itanium, Itanium 2 lar asosida ishlab chiqilgan.
EPICarxitekturasining o'ziga xosligi quyidagilar:
• umumiy vazifali registrlaming katta soni. MP IA-64 butun sonli operatsiyalar uchun 128 ta 64-razryadli registrlar, kasr sonlar uchu n 12880 ta registrlami o ‘z ichi ga oladi;
• komandalararo bog‘liqliklar qidiruvi, bunda qidiruv protsessor bilan emas, kompilyator bilan bajariladi MP IA-64 komandalari kompilyator tomonidan 128 bit uzunlikdagi «bog'lanishda» guruhlanadi. Bog‘liqlik 3 ta komanda va komandalar orasidagi (ya’ni, k2 komandasi kl komandasi bilan parallel ishga tushishi mumkinligi yoki k2 faqatgina kl dan keyin bajarilishi kerakligi aniqlanadi), shuningdek boshqa bog'liqhklar orasidagi (cl bog‘liqlikdagi k3 komandasi s2 bogMiqlikdagi k4 komandasi bilan parallel ishlashi mumkinligi) b o g 'l iq l ik k o ‘rsatilg an shablonn i o ‘z i chi ga o ladi;
• arxitekturaning mastshtabliligi, ya’ni komandalar to‘plamining ko‘p sonli funksional qurilmalarda ishlatila olinishi. Masalan, uchta komandadan iborat bitta bog’liqlik protsessoming uchta funksional qurilmalar to'plamiga mos keladi. IA-64 protsessorlari bunday funksional qurilmalari soni turlicha bolishi mumkin, bunda dastur kodiga moslik saqlanadi;
• predikatsiya (Predication). Predikatsiya bu shartli ajralishlami qayta ishlash usuli hisoblanadi. Shartli shoxlanishda turli shoxdagi komandalar predikat maydonlar (shart maydoni) bilan belgilanadi va parallel bajariladi, ammo ularning natijalari predikat registrlaming qiymatlari aniqlanmaguncha yozilmaydi. Agar sikl oxirida shox- lan ish sharti aniqlansa, predikatregistrlarning biri « to‘g‘ri» shoxgamos bo‘ladi va unga bir o‘rnatiladi, ikkinchisiga ega nol. Yo zuvlarni kiritishdan oldin protsessor predikat maydonini tekshiradi va faqatgina predikat maydoni bir bo‘lgan komandalar natijalarimgina yozadi;
• taxmin bo'yicha yuklash (Speculative loading). Bu mexanizm protsessoming nisbatan sekin ishlovchi asosiy xotiradan komandalami yuklashm kutishi bilan bog‘liq bo‘sh turishlarini kamaytirish uchun mo‘ljaliangan. Kompilyator komandalari asosiy xotiradan ular tezroq bajarilishlari uchun yuklab qo‘yadi. Bunda MP uchun xotiradan qandaydir komanda kerak bo’lsa kutib qolmaydi. 0,18 mkm texnologiya bo'yicha qurilgan Itanium 2 protsessori bitta mashina siklida oltita komandani bajarish imkoniyatiga ega. Takt chastotasining va tizim shinasi o'tkazish qobiliyatining oshi- rilishi (6,4 Gb/s, shina chastotasi - 400 MGts, shina razryadi-128) birinchi Itanium ga qaraganda 1,5-2 marta katta samaradorlikni t a ’minlaydi. Protsessor kristalda qurilgan va yadro chastotasida ishlaydigan katta hajm li (3 M b a y t) uchinchi sath
keshxotirasiga ega.
|
| |
