Тракт данных Функционирование памяти Микрокоманды Быстродействие и стоимость двоичный сумматор блок декодирования Кэш-память


" Direct3D - это подсистема создания трехмерных графических изображений. Состоит из API низкого уровня, который обеспечивает несколько базовых возможностей создания изображения, и API высокого уровня, который осуществляет комплекс операций, образующих изображение.

Микроархитектура процессора UltraSPARC III Си

Серия процессоров UltraSPARC, произведенная компанией Sun, — это реализация версии 9 архитектуры SPARC. На первый взгляд все модели очень похожи и различаются главным образом по производительности и цене. В то же время, на уровне микроархитектуры они существенно различаются. В этом разделе мы обсудим процессор UltraSPARC III Си. Аббревиатура «Си» в названии модели говорит о том, что проводники микросхемы сделаны из меди — в отличие от алюминиевых проводников, применявшихся в предыдущих моделях. Сопротивление меди ниже сопротивления алюминия, за счет этого провода становятся тоньше, а быстродействие — выше.

UltraSPARC III Си — это 64-разрядная машина с 64-разрядными регистрами и 64-разрядным трактом данных, но в целях совместимости с машинами версии 8 (которые являются 32-разрядными) она может работать с 32-разрядными операндами, а программное обеспечение, написанное для 32-разрядных версий SPARC, изменять не нужно. Хотя во внутренней архитектуре машины используются 64 разряда, ширина шины памяти составляет 128 бит, аналогично процессору Pentium II с 32-разрядной архитектурой и 64-разрядной шиной памяти. В обоих случаях в одну систему устанавливаются шина и процессор разных поколений.

В отличие от Pentium 4, процессор UltraSPARC изначально проектировался как полноценная RISC-система. Следовательно, необходимости в сложном механизме преобразования старых CISC-команд в микрооперации в данном случае не было. Команды ядра представляют собой готовые микрооперации. Ситуация несколько осложняется появлением в последние годы новых команд обработки графических и мультимедийных данных, для выполнения которых требуются специальные устройства.

Общий обзор системы UltraSPARC III Си

Структурная схема UltraSPARC III Си представлена на рис. 4.33. В целом, она значительно проще микроархитектуры NetBurst, применяемой в системах Pentium 4, что объясняется менее изощренной архитектурой системы команд UltraSPARC. Тем не менее по некоторым базовым компонентам сходство с Pentium 4 прослеживается. В первую очередь, это обусловлено технологическими и экономическими факторами. К примеру, в период проектирования этих микросхем объем кэшей данных первого составлял от 8 до 16 Кбайт. Этому стандарту соответствовали обе рассматриваемые микросхемы. Когда производство кэш-памя- ти первого уровня емкостью 64 Мбайт станет обоснованным с технологической и экономической точек зрения, все процессоры будут оснащаться уже новыми кэшами. Различия между Pentium 4 и UltraSPARC III Си связаны по большей части с тем, что в первом случае разработчикам пришлось обеспечить поддержку унаследованного набора CISC-команд, а во втором такой задачи не ставилось.

В левой верхней части рис. 4.33 изображен 4-входовый ассоциативный кэш команд емкостью 32 Кбайт с 32-байтными строками. Поскольку большинство команд UltraSPARC занимают 4 байта, в этом кэше можно одновременно разместить около 8000 команд. По этому признаку UltraSPARC III Си несколько уступает кэшу трасс NetBurst.

Блок вызова команд подготавливает для выполнения до четырех команд за цикл. В случае неудачного обращения в кэш-память первого уровня количество вызываемых команд уменьшается. При обнаружении условного перехода происходит обращение к таблице переходов емкостью 16 ООО записей; на основе ее содержания принимается решение о вызове следующей команды или команды, расположенной по целевому адресу. Повышать надежность прогнозирования ветвлений помогают дополнительные биты, связываемые с каждым словом в кэше команд. Подготовленные команды поступают в 16-командный буфер, который сглаживает направленный в конвейеры поток команд.

Рис. 4.33. Структурная схема процессора UltraSPARC III Си

Как показано на рис. 4.33, из буфера команд команды попадают в блок исполнения целочисленных операций, блок исполнения операций с плавающей точкой и блок загрузки/сохранения. Блок исполнения целочисленных операций состоит из двух АЛУ и короткого конвейера для обработки команд перехода. Кроме того, здесь есть регистры ISA и временные регистры.

DirectDraw - обеспечивает доступ к аппаратным средствам, отвечающим за изображение. Предлагается возможность работать с двумерной графикой и напрямую управлять видеопамятью, оверлеями и сменой видеостраниц.
Уровень микроархитектуры Тракт данных — это часть центрального процессора Adobe Photoshop редактор для работы с графикой