Кэш-память второго уровня Ассоциативная кэш-память Прогнозирование ветвлений Примеры уровня микроархитектуры подсистемы памяти Блок распределения и подмены процессор UltraSPARC Сравнение процессоров


SCSI - это стандартный интерфейс для жестких дисков, которые чаще всего устанавливаются на рабочие станции и сервера. Диски с этим интерфейсом более дорогие, чем IDE. Это параллельный интерфейс, по которому обмен данных происходит быстрее, который поддерживает больше устройств и может работать на больших расстояниях (до 12 метров в известных SCSI устройствах), а также является многозадачным.

Быстродействие и стоимость

С развитием технологий быстродействие компьютеров стремительно растет. В основном этот процесс проходит благодаря увеличению скорости работы микросхем, хотя архитектурный фактор также оказывает на него определенное влияние. Существует три основных подхода, которые позволяют увеличить скорость выполнения операций:

Сокращение количества циклов, необходимых для выполнения команды.

Упрощение организации машины таким образом, чтобы можно было сделать цикл короче.

Одновременное выполнение нескольких операций.

Первые два подхода очевидны, но существует огромное количество различных вариантов разработки, которые могут значительно повлиять на число циклов, период или (что бывает чаще всего) на то и другое вместе. В этом разделе мы приведем пример того, как кодирование и декодирование операции могут действовать на цикл.

Число циклов, необходимых для выполнения набора операций, называется длиной пути. Иногда длину пути можно уменьшить с помощью дополнительного аппаратного обеспечения. Например, если к регистру PC добавить схему инкре- мента (по сути, сумматор, у которого один из входов постоянно связан с единицей), то нам больше не придется использовать для увеличения значения РС на единицу АЛУ и, следовательно, количество циклов сократится. Однако такой подход не настолько эффективен, как хотелось бы. Часто в том же цикле, в котором значение РС увеличивается на 1, происходит еще и операция чтения, и следующая команда в любом случае не может начаться раньше, поскольку она зависит от данных, которые должны поступить из памяти.

Для сокращения числа циклов, необходимых для вызова команды, требуется нечто большее, чем простое добавление схемы, которая увеличивает РС на 1. Чтобы повысить скорость вызова команды, нужно применить третий подход — параллельное выполнение команд. Весьма эффективно отделение схем для вызова команд (8-разрядного порта памяти и регистров РС и МВ11), если этот блок сделать функционально независимым от основного тракта данных. Таким образом, он может сам вызывать следующий код операции или операнд. Возможно, он даже будет работать асинхронно относительно другой части процессора и вызывать одну или несколько команд заранее.

Один из наиболее трудоемких процессов при выполнении команд — вызов 2-байтного смещения и сохранение его в регистре Н для подготовки к сложению (например, при переходе к РС ± п байт). Одно из возможных решений — увеличить порт памяти до 16 бит, но это значительно усложнит операцию, поскольку требуемые 16 бит могут перекрывать границы слова, тогда даже считывание из памяти 32 бит за одно обращение не обязательно приведет к вызову обоих нужных нам байтов.

Одновременное выполнение нескольких операций — самый продуктивный подход. Он дает возможность значительно увеличить быстродействие компьютера. Даже простое перекрытие вызова и выполнения команды чрезвычайно эффективны. При более сложных технологиях допустимо одновременное выполнение нескольких команд. Вообще говоря, эта идея является основой проектов современных компьютеров. Далее мы обсудим некоторые технические приемы, позволяющие воплотить этот подход в жизнь.

На одной чаше весов находится быстродействие, на другой — стоимость. Стоимость можно измерять различными способами, но точное определение стоимости дать очень трудно. В те времена, когда процессоры собирались из дискретных компонентов, достаточно было подсчитать общее число этих компонентов. В настоящее время процессор целиком помещается на одну микросхему, но большие и более сложные микросхемы стоят гораздо дороже, чем более простые микросхемы небольшого размера. Можно посчитать отдельные компоненты (транзисторы, вентили, функциональные блоки), но обычно это число не так важно, как размер контактного участка, необходимый для интегральной схемы. Чем больше участок, тем больше микросхема. И стоимость микросхемы растет гораздо быстрее, чем занимаемое ею пространство. По этой причине разработчики часто измеряют стоимость в единицах, применимых к «недвижимости», то есть с точки зрения пространства, которое требуется для микросхемы (предполагаем, что площадь поверхности измеряется в пикоакрах).

Сеть Ethernet (созданана фирмой Xerox в 1976 году, имеет шинную топологию, использует CSMA для управления трафиком в главной линии связи). Стандарт организации локальных сетей (ЛВС), описанный в спецификациях IEEE и других организаций. IEEE 802.3.
Уровень микроархитектуры Adobe Photoshop редактор для работы с графикой