Paradigmaváltások a processzorfejlesztésben Sima Dezső 2005. augusztus 25.

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Alaplap.
Advertisements

1 Számítógépek felépítése 9. előadás I/O rendszerek.
A számítógép felépítése
A számítógép felépítése
A számítógépek felépítése
Számítógépek tuningolása
Memória.
A számítógépek generációi
A mikroprocesszor 1. rész.
Népesedési folyamatok
Számítógép architektúra
Az egészségügy finanszírozásának informatikája
Processzorok.
A többmagos processzorok
A számítógép felépítése
A hardver és a személyi számítógép konfigurációja
Alaplapra integrált csatlakozók
Számítógépek a családban Készítette: Szmutku Zita MF-103a.
Mikroprocesszorok (CPU)
Alapfogalmak Adat: fogalmak, tények, jelenségek olyan formalizált ábrázolása, amely emberi vagy gépi értelmezésre, feldolgozásra, közlésre alkalmas. Információ:
A 2000-es év utáni processzorok jellemzői
Memóriák.
Digitális rendszerek I. c
3. Szálszinten párhuzamos feldolgozás (TLP)
Korszakváltás a processzorok fejlődésében Sima Dezső 2013 őszi félév (verzió 3.4)
Korszakváltás a processzorok fejlődésében Sima Dezső 2011 őszi félév (módosított, verzió 3)
Korszakváltás a processzorok fejlődésében Sima Dezső 2011 őszi félév.
Korszakváltás a processzorok fejlődésében Sima Dezső 2007 őszi félév.
Korszakváltás a processzorok fejlődésében Sima Dezső 2009 őszi félév.
Korszakváltás a processzorok fejlődésében
CISC - RISC processzor jellemzők
Többmagos processzorok
Egy harmadik generációs gép (az IBM 360) felépítése
Számítástechnika a KFKI AEKI-ben
A számítógép felépítése (funkcionális)
Determinisztikus vonások a mikroprocesszorok fejlődésében Sima Dezső május 27.
Paradigmaváltások a processzorfejlesztésben Sima Dezső augusztus 25.
Korszakváltás a processzorok fejlődésében Sima Dezső Szeptember.
Az ILP feldolgozás fejlődése
A számítógép teljesítménye
Processzorfoglalat.
Alaplap Fő komponensek.
Processzorok.
A Neumann-elvek 3. ÓRA.
A Neumann-elvű gépek A Neumann elvek:
Alaplapra integrált csatlakozók
Ismerkedjünk tovább a számítógéppel
Processzorok és típusai
1 Számítógépek felépítése 13. előadás Dr. Istenes Zoltán ELTE-TTK.
IT ALAPFOGALMAK HARDVER.
Mikroprocesszorok (Microprocessors, CPU-s)
A projekt az Európai Unió társfinanszírozásával, az Európa terv keretében valósul meg. Számítógép- architektúrák dr. Kovács György DE AVK GAIT.
ifin811/ea1 C Programozás: Hardver alapok áttekintése
Számítógép-architektúrák
A processzorok (CPU).
Korszakváltás a processzorok fejlődésében Sima Dezső 2014 őszi félév (verzió 3.5)
Korszakváltás a processzorok fejlődésében Sima Dezső 2014 őszi félév (verzió 3.5)
Alaplapok.
A CPU (központi feldolgozó egység vagy processzor)
1 A számítógépek felépítése jellemzői, működése. 2 A számítógép feladata Az adatok Bevitele Tárolása Feldolgozása Kivitele (eredmény megjelenítése)
A számítógép modulokból (részegységekből) áll. Az alaplap A részek illesztését megvalósító elem:
Az alaplap AZ ALAPLAPON TALÁLHATÓ A PROCESSZOR /CPU/, A MEMÓRIA, A VEZÉRLŐ KÁRTYÁK CSATLAKOZÓI ÉS A PERIFÉRIÁK CSATLAKOZÓI.
Ilyen számítógépet szeretnék
Korszakváltás a processzorok fejlődésében
Korszakváltás a processzorok fejlődésében
Korszakváltás a processzorok fejlődésében
Az ILP feldolgozás fejlődése
Korszakváltás a processzorok fejlődésében
A számítógép működésének alapjai
Pipeline példák (IMSC, 2019).
Előadás másolata:

Paradigmaváltások a processzorfejlesztésben Sima Dezső augusztus 25.

A processzorok hatékonyságának fejlődése (általában) 3/b. ábra: Processzorok hatékonysága 2.

A processzorhatékonyság meredeken növekvő szakasza az x86 processzorok esetén 4. ábra: Intel korai processzorainak hatékonysága 1.

A hatékonyságnövelés forrásai (x86 processzorok esetén) →szóhossz növelése 8/16  32 bit (286  386DX) →időbeli párhuzamosság bevezetése, növelése (1. és 2. generációs futószalag processzorok) (386DX, 486DX) →kibocsátási párhuzamosság bevezetése, növelése (1. és 2. generációs szuperskalárok) (Pentium) 1.

ILP-szinten a hatékonyság növelési forrásainak kimerülése A 2. generációs (széles) szuperskalárokkal kezdődően általános célú alkalmazásokban a processzorok hatékonyságának extenzív növelési forrásai kimerültek 1. általános célú alkalmazásokban: 2. generációs szuperskalárok szélessége  rendelkezésre álló ILP

A processzor hatékonyság stagnálása által kiváltott fejlődési főirányok Az órafrekvencia erőteljes növelése (~100* / 10 év) EPIC architektúra (IPC  ) 2.

Az órafrekvencia erőteljes növelése A fejlődés fő vonulata általános célú alkalmazásokban a 2. generációs szuperskalároktól kezdődően Implikációk 3. →RISC processzorok kiszorulása (MIPS R, Alpha, HP PA 8000, POWER PC) →Fejlődési korlátok megjelenése Hatékonysági korlát Disszipációs korlát Párhuzamos buszok frekvenciakorlátja

Hatékonysági korlát 4. Alapvető ok: a processzor és a memória alrendszer közötti táguló sebességolló.

Okok (1) 5. ábra: Processzor memóriák relatív késleltetési ideje 4.

Okok (2) 6. ábra: Processzor memóriák relatív átviteli rátája (D: kétcsatornás) 4.

Okok (3) 7. ábra: A processzor busz relatív sebessége 4.

Következmények (1) 8. ábra: Intel Pentium III és Pentium 4 processzorainak hatékonysága fixpontos feldolgozás esetén 4.

9. ábra: AMD Athlon, Athlon XP és Athlon 64 processzorainak hatékonysága fixpontos feldolgozás esetén 4. Következmények (2)

10. ábra: Fejlett szuperskalár processzorok hatékonysága megszabó legfontosabb tényezők 4. Következmények (3)

11. ábra: Intel és AMD processzorok hatékonyságának összehasonlítása 4. Következmények (4)

12. ábra: Intel és AMD processzorok tervezési filozófiájának összehasonlítása 4. Következmények (5)

Disszipációs korlát (1) Disszipáció (D) : D=A*C*V*f c + V*I leak ahol: A:aktív kapuk részaránya C:a kapuk összesített kapacitása V:tápfeszültség f c :órafrekvencia I leak :szivárgási áram 5.

13. ábra: Intel processzorok fajlagos disszipációja 5. Disszipációs korlát (2)

14. ábra: Intel és AMD processzorok 5. Disszipációs korlát (3)

Intel P4 processzorcsaládja (Netburst architektúra) – 14 –

A processzor tervezésben a disszipációt csökkentő technikák előtérbe kerülése 5. Disszipációs korlát (4) Az órafrekvencia növelését hangsúlyozó fejlesztési irány háttérbe szorulása

Párhuzamos buszok frekvenciakorlátja 6.

Okok (1) 15. ábra: Párhuzamos buszok bitvezetékei közötti futási idő különbségek (skew) 6.

Okok (2) 16. ábra: A futási idő különbségek (skew) kiegyenlítése a MSI 915 G Combo alaplap processzor buszánál 6.

Következmény 17. ábra: Jelátvitel soros buszon A futási idő különbségek (skew) kiegyenlítése a MSI 915 G Combo alaplap processzor buszánál 6. Soros buszok használata

Gyors párhuzamos buszok helyett a soros buszok előtérbe kerülése (lassú buszoknál is, költségokokból) 6. Párhuzamos buszok frekvenciakorlátja

A jelentkező fejlesztési korlátok végső következményei ábra: Az órafrekvencia növelési helyzete Az órafrekvencia növekedésének lényeges lassulása