5 (1127772)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

26.10.2013

Суперконвейерные машины – (пример – MIPS R400) когда есть машинный такт и внутренний этапный такт (из-за внутреннего этапного такта мы можем делать полторы работы за такт)

Гиперконвейерный – Pentium4 – 20 этапов в конвейере

Суперконвейер – 10 ступеней (увеличение частоты внутри этапов)

Конвейерный – 5 ступеней

Основные этапы работы ЦП: Чтение, Дешифровка, Исполнение, Запись

Каждая 7-я команда – это команда передачи управления по статистике.

Безусловный переход:

Чтобы конвейер не умирал при передачи команды управления – заводят регистр Branch Target Buff (BTB), который фактически является таблицей из 2-х записей – на какой команде перехода мы были (адрес) и куда мы при этом перешли (какой мы сделали выбор) (фактически мы собираем статистику) по таблице мы ориентируемся по теговской части (часть адреса, по которому находится команда перехода). (Параметр goto – не всегда фиксирован) Потом мы на конвейер записываем ту, куда указала таблица. Так повышается вероятность угадывания. На неудачном переходе для конвейера мы можем потерять до 30 тактов. В BTB хранится последнее направление перехода. При условном переходе мы достаём направление из BTB после чего мы грузим конвейер одной из веток, но с запретом на запись.

Условный переход:

Мы можем использовать предсказатели, куда мы перейдём. Бывают статически (угадывают с 75%) и динамические (93%).

В статическом – при создании трансляции, мы специально программируем так программу, чтобы можно было угодать (чаще всего - цикл). Обычно сравнение на равно и сравнение с 0 – предпочтительнее. Статические предсказания фиксируются следующими способами: Блок, по которому мы скорее всего будем переходить – пишется сразу после команды перехода. Сейчас даже существуют специальные флаги. Ещё способ – в некоторых системах программирования – есть специальный указатель, который указывает вероятность прохода по той или другой ветке. Если много циклов – то статический предсказатель – отличный выбор.

Динамический – это просто счётчик на каждую команду goto – угадали +1 к счётчику, не угодали -1 к счётчику. Примеры счётчиков:

Счётчик – однобитовый (В таблице BTB – появляется этот бит, после чего если 1 – ты в BTB указано правильное направление, если 0 – то в другом направлении)

Счётчик 2-х битовый – записываем 1 или 0 с вытеснением, т.е. со сдвигом (shift “>>”) Если есть хоть одна 1, то переход будет, если нету, то не будет.

Счётчик (алгоритм или схема Смита), который инвертируется, только тогда, когда произошло 2 одинаковых события подряд. Если первый элемент =1, то переход будет

1. 11 –Strongly taken

2. 10 – taken

3. 01 – weakly taken

4. 00 – strongly not taken (часто не выполняется)

Чтобы предсказание изменилось, необходимо 2 промаха

По факту – алгоритм Смита – это мы ходим по диапазону от 0 до 3, вычитая и добавляя единицу при успехе, или не успехе.

Расширение счётчика Смита, который может принимать от 0 до 2^n-1 – если первый бит 1 – то прогноз выполняется, иначе не выполняется, дальше мы делаем +1 или -1, в зависимости от того, угадали, или не угадали. За границы конечно же переходить нельзя. Корректирование на +-1 происходит, когда решение о переходе на конвейере принято.

Методом научного тыка было выяснено, что счётчик должен иметь размер 2-3 бита. (Тут кстати можно использовать не арифметику, а просто обычный автомат мура (т.е. оперировать не на уровне цифр))

Для 2-х бит 99 – 82% удачи

Размер таблицы BTB – буфер ёмкости больше 4K работает так же, как и 4K. Поэтому кажется часто пользуют буфер BTB, в котором находится 4K таблиц.

Т.к. в BTB происходит индексация по части адреса, то разные команды могут иметь один и тот же адрес в той части, которую мы смотрим и тогда у нас получится один и тот

Другой динамический способ предсказания

Регистр глобальной истории Global History Request – мы записываем в некоторый массив значения, которые нам дал прыжок да – или нет, туда записывается со сдвигом. В итоге у нас есть история ответов – да или нет. Этот регистр (наш массив) потом используется как адрес в некоторой таблице.

Регистр Local History Request – мы как в Global History Request, но на каждый тип команды перехода у нас отдельный регистр.

2-х уровневая кореллированная схема – у нас есть и local и global регистры, но мы берём из global последние несколько бит, ищём по ним нужный local, и по этой паре мы в двумерной таблице смотрим, какой выбор нам сделать.

Предиктор предикторов – когда у нас несколько предикторов, и мы выбираем при помощи ещё одного предиктора какой из них слушать

Агрессивное спикулятивное дополнение. – когда пытаются выполнить обе ветки сразу.

ISA

CISC (Complex Instruction Set Computing) – набор команд, потом появился RISC (Restricted (Reduced) Instruction Set Computing) (сокращённый набор команд) (уменьшает скорость декодирования и выполнения (т.к. команды имеют небольшую длинну))

CISC помимо арифметических и логических операций так же есть ещё и команды передачи управление. CISC нельзя было разместить на одном кристалле, поэтому и засада.

В RISC – есть только команды, для работы с регистрами и команда загрузки из памяти на регистр. Смешанных команд – нету.

Pentium Pro – это RISC машинf, но на вход поступает CISC, для совместимости создана возможность автоматического конвертирования команд из CISC в RISC.

Логические команды – булева алгебра, сдвиги, сборка и разборка (взятие по маске а потом конкатенация выбранных бит)

Косвенная адресация – это когда мы берём байт не по адресу, а по адресу, записанному по адресу. (бывает до 3-х итераций)

Для ускорения выполнения операции, в 3-х адресной команде могут быть не более 1-го операнда где указана память (ускорение чтения из памяти)

Т.к. в 3-х адресной машине могут использоваться не все операнды, то может быть применено совмещение двух операций в одну, если одной нужен один операнд, а другой 2

Существуют бесформатные команды.

SSE – Streaming SIMD Extension – (это сопроцессор) есть 128 битные регистры, если туда записать несколько чисел, а потом выполнить сложение или ещё, что, то выполниться SIMD – что приведёт к успеху по времени.

Существует много версий SSE 1-4, и в каждом появлялись какие-то дополнительные команды.

MMX (Multi Media Extension) – (это сопроцессор) около 6 регистров по 8 байтов можно делать всякие операции (сложение без переполнения) – расширение этого будет графический процессор.

Графический процессор когда работает, то он данные выбирает только локально.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций