Twoje PC  
Zarejestruj się na Twoje PC
TwojePC.pl | PC | Komputery, nowe technologie, recenzje, testy
M E N U
  0
 » Nowości
0
 » Archiwum
0
 » Recenzje / Testy
0
 » Board
0
 » Rejestracja
0
0
 
Szukaj @ TwojePC
 

w Newsach i na Boardzie
 
TwojePC.pl © 2001 - 2020
RECENZJE | Technika. Droga ku wydajności
    

 

Technika. Droga ku wydajności


 Autor: Zbyszek | Data: 23/04/07
     

Więcej mocy

Niekolejne wykonywanie instrukcji było doskonałą furtką do dalszego zbliżenia wnętrza procesora x86, do procesorów RISC.

Dotychczas zastosowanie więcej niż dwóch potoków wykonawczych w procesorach x86 nie miało najmniejszego sensu. Większa liczba potoków, spowodowałaby drastyczny wzrost ilości zależności zachodzących jednocześnie pomiędzy instrukcjami znajdującymi się w potokach.
I zamiast wzrostu wydajności - jej spadek, bo potoki z instrukcjami połączonymi między sobą siecią zależności, wstrzymałyby się na dobre. Wprowadzenie przekolejkowania instrukcji znacznie zmniejszyło skalę tego problemu, dzięki temu w układach x86 możliwe stało się zastosowanie więcej niż dwóch potoków wykonawczych.

W Pentium Pro zastosowano aż cztery równoległe potoki wykonawcze - liczba niewyobrażalna na ówczesne czasy. Do ich obsługi przeznaczono dwie jednostki arytmetyczno-logiczne i dwie zmiennoprzecinkowe FPU (Floating Point Unit). Dodatkowo jednostki FPU same w sobie zostały znacznie zmodyfikowane. W stosunku do wcześniejszych układów takich jak Pentium czy K5, wzrost wydajności był bardzo duży. Zwłaszcza imponujący był wzrost wydajności w operacjach zmiennoprzecinkowych, w których procesory x86 dotychczas najbardziej ustępowały układom RISC.

Oprócz tego, aby zmniejszyć straty wydajności powodowane koniecznością przeładowywania tak dużej liczby potoków wykonawczych po wykonaniu przeskoku, w nowej architekturze dokonano kolejnych usprawnień. Znacznie udoskonalono system predykcji rozgałęzień, stosowany od ponad dwóch lat w układzie Pentium, zwiększając trafność predykcji, z około 80, do ponad 90%, oraz zaimplementowano ogromną, na ówczesne czasy, pamięć podręczną cache drugiego poziomu, o wielkości od 256 do 1024 KB. Warto dodać, że przeciętnie komputery PC posiadały wówczas kilka megabajtów pamięci RAM.

Duża pamięć podręczna, mieściła spory kawałek wykonywanego przez procesor kodu, a czas dostępu do niej był wielokrotnie szybszy niż do pamięci operacyjnej. W przypadku błędnej predykcji istniała więc spora szansa, że odwołanie po instrukcje nastąpi do pamięci cache L2 zamiast do RAMu, i z tego powodu będzie trwać zdecydowanie krócej.


Pentium Pro w wersji z 1MB pamięci cache L2. Po lewej stronie widoczny rdzeń układu, po prawej dwa identyczne 512 KB chipy pamięci cache.

Pentium Pro stał się procesorem na długo niedoścignionym pod względem wydajności. Był też drogi w produkcji, a na dodatek posiadał cechę znaną z procesorów AMD K5 - nie wykonywał, poza rozkazami Load i Store, instrukcji bezpośrednio odwołujących się do lokacji w pamięci operacyjnej. Na dodatek miał istotną dla rynku domowych PC wadę - 16 bitowe aplikacje starszego typu - jeszcze dość powszechnie wówczas wykorzystywane, działały na nim wolniej niż na Pentium pierwszej generacji. Konieczne stało się przystosowanie oprogramowania do układu nowej generacji.

Intel postanowił więc dedykować Pentium Pro dla wysoko wydajnych serwerów wykorzystujących oprogramowanie Unixowe, i poczekać z wprowadzeniem jego architektury na rynek komputerów domowych, w między czasie podejmując próbę rozwiązania kolejnej słabej strony układów x86.







Polub TwojePC.pl na Facebooku

Rozdziały: Technika. Droga ku wydajności
 
 » CISC i RISC
 » Architektura potokowa
 » Wydajny RISC
 » Ogromne możliwości
 » Kod x86 niewygody dla architektury RISC
 » Pierwsze kroki x86 w stronę RISCa
 » Przetwarzanie potokowe i x86 - mieszanka wybuchowa
 » Kłopotliwe przeskoki
 » 1995 - rok procesorowych rewolucji
 » Bez kuli u nogi
 » Poza kolejnością
 » Więcej mocy
 » Jedna instrukcja, wiele danych
 » Wciąż słabe zmienne przecinki
 » SSE - druga generacja SIMD w układach x86
 » 128 bitowe zmiennoprzecinkowe FPU - coraz bliżej RISCa
 » x86-64 - więcej rejestrów
 » Zjedzona od środka
 » Zakończenie oraz Słowo od Autora
 » Kliknij, aby zobaczyć cały artykuł na jednej stronie
Wyświetl komentarze do artykułu »