Лекция №2. Узлы современного компьютера (1244996), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Приходитсяиспользовать массивные и шумные кулеры, что исключает возможность создания малошумныхПК.Энергоэффективность зависит от таких характеристик, как микроархитектура процессора,технологический процесс производства, тактовая частота, потребляемая мощность иподдержка процессором функций энергосбережения.ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИКроме производительности и энергоэффективности современные процессоры характеризуютсянабором поддерживаемых технологий.Так, нынешние процессоры Intel поддерживают следующие технологии: виртуализацииIntel Virtualization Technology (Intel VT), защиты от вирусов Execute Disable Bit, 64-разрядныхвычислений Intel Extended Memory 64 Technology (Intel EM64T), защиты от перегрева IntelThermal Monitor 2, энергосбережения Enhanced Intel SpeedStep и Enhanced Halt State (C1E).Современные процессоры AMD поддерживают такие технологии, как технологиявиртуализации AMD Virtualization, технология антивирусной защиты NX Bit, технология64-разрядных вычислений AMD64 и технология энергосбережения AMD Cool ‘n’ Quiet.В компьютерных технологиях под термином "виртуализация" обычно понимается абстракциявычислительных ресурсов и предоставление пользователю системы, которая "инкапсулирует"(скрывает в себе) собственную реализацию.
Проще говоря, пользователь работает с удобным длясебя представлением объекта, и для него не имеет значения, как объект устроен вдействительности. Различают:- виртуализация платформ, продуктом этого вида виртуализации являются виртуальныемашины — некие программные абстракции, запускаемые на платформе реальных аппаратно-программных систем.- виртуализация ресурсов, преследует своей целью комбинирование или упрощениепредставления аппаратных ресурсов для пользователя и получение неких пользовательскихабстракций оборудования, пространств имен, сетей и т.п. Например, виртуальная память делитфизическую память на блоки и распределяет их между различными задачами. При этом онапредусматривает некоторую схему защиты, которая ограничивает задачу теми блоками, которыеей принадлежат.Процессорная технология защиты от вирусов.
Сегодня она реализована во всех новыхпроцессорах Intel и AMD. Суть этой технологии состоит в аппаратном обеспечении антивируснойзащиты, заключается в перехватывании зловредного кода и сведении к минимуму опасностиумышленного переполнения буфера (Buffer Overflow).Переполнение буфера (buffer overflows) - название самой распространенной уязвимости в областибезопасности программного обеспечения. Первая атака с применением данной уязвимости использовалась ввирусе-черве Морриса в 1988 году. Переполнение буфера является наиболее популярным способом взломакомпьютерных систем, так как большинство языков высокого уровня используют технологию стековогокадра — размещение данных в стеке процесса, смешивая данные программы с управляющимиданными (в том числе адреса начала стекового кадра и адреса возврата из исполняемой функции).Переполнение в стековом кадре, позволяют злоумышленнику загрузить и выполнитьпроизвольный машинный код от имени программы и с правами учетной записи, от которой она выполняется.Майкрософт разработала механизм защиты стека, предназначенный для Windows Server 2003.
Стекпомечается с помощью так называемых «осведомителей» (canary), целостность которых затем проверяется.Если «осведомитель» был изменѐн, значит, стек повреждѐн.В микропроцессорахдля построения серверов насчитывается от 2 до 16 ядер.Процессор Power6 выполнен по 65 нм КМОП технологии, работает на частоте 4,7 ГГц, быстродействиеоценивается в 14-18 Gflop/s на одно ядро (в чипе может быть до 8 ядер и тогда быстродействие достигает 120Gflop/s), при потреблении примерно такого же количества энергии, как в процессоре POWER5. Чипы POWER6имеют кэш-память объемом 8 Мб (вчетверо больше, чем у POWER5). Микропроцессоры POWER6рассчитаны на пониженное напряжение питания.
Кроме того, в них реализованы специальные меры дляпонижения энергопотребления и тепловыделения.развивает линию процессоров Itanium 2, Xeon и Pentium.В ноябре 2008 г. компания Intelприступила к поставкам процессоров Intel Core i7 (Nehalem). Это четырехъядерные чипы Core i7 920 , 940,965 Extreme Edition с частотами 2,66 — 3,2 ГГц, выполнены по 45-нанометровой (последние данные – 32 нм)технологии.
Цены от 949 до 3699 долларов. Тепловыделение 130 Вт. Новинкой является механизм защиты отперегрева, автоматически уменьшающий частоту при превышении выделяемой мощностью или токомопределенных ограничений.Процессоры Intel Core i7 http://www.3dnews.ru/cpu/intel-core-i7-980x/Архитектура Nehalem и процессоры Intel Core i7: Архитектура Nehalem четырехъядерная, обладает кэшпамятью трех уровней, встроенным контроллером памяти, и высокоскоростными шинами точка-точка междупроцессорными ядрами. Возвращена технология Hyper-Threading, что имелась еще в Pentium 4,реинкарнировала в новых процессорах.
Она призвана уменьшить количество простаивающих исполняющихблоков процессора в каждый конкретный момент времени. Осуществляется это с помощьюраспараллеливания процессов и приложений, каждая «нить» которых выполняется на отдельном логическомядре процессора. Пользователь в диспетчере устройств видит в два раза больше ядер процессора(логических), чем имеющееся у физических ядер.Улучшенный механизм предсказаний. Теперь блоки предсказаний двухуровневые, обеспечивающие большуюточность и более высокую эффективность выявления наиболее вероятных инструкций (данных), которыепотребуются исполняющим блокам в последующие моменты времени.Применена новая шина памяти QPI взамен FSB. QPI — последовательная кэш-когерентная шина типа«точка-точка» для соединения процессоров между собой и с чипсетом, разработанная фирмой Intel.
QPIсоздавался в ответ на разработанную ранее консорциумом AMD шину HyperTransport. Каждое соединениешины QuickPath состоит из пары каналов (каждый из которых физически реализован как 20дифференциальных пар проводов). Данные передаются в виде пакетов (дейтаграмм). Пропускнаяспособность одного канала составляет от 4,8 до 6,4 миллиарда передач в секунду. Одна передача содержит16 бит полезной нагрузки, следовательно, теоретическая суммарная пропускная способность одногосоединения (в двух направлениях) — от 19,2 до 25,6 гигабайт в секунду (то есть от 9,6 до 12,8 гигабайт/с вкаждую сторону); при этом один процессор может иметь несколько соединений.Контроллер памяти встроен в центральный процессор, что позволяет ему гораздо быстрее работать соперативной памятью, а соединение каждого ядра процессора между собой и с северным мостомосуществляется с помощью высокоэффективного соединения QPI.
Каждое ядро может обращаться ксеверному мосту и другим ядрам независимо. Эффективность шины QPI по сравнению с FSB повышенаболее чем в 2 раза. Встроенный контроллер памяти - у процессоров Intel этот контроллер трехканальный, иподдерживает память DDR3-1333. Общая пропускная способность может достигать 32 ГБ/c. Каждое ядроимеет собственную кэш-память 1-го и 2-го уровней, и общую для всех ядер кэш-память 3-го уровня объемом8 МБ.
Каждому ядру, в зависимости от его нужд в данный момент времени, динамически выделяется нужныйобъем кэш-памяти 3-го уровня. Все ядра, контроллер памяти (а в Core i7 800 и контроллер PCI-E), и кэшнаходятся на одном кристалле. В процессорах i7 серии 800 процессор полностью поглотил северный мост,следовательно, ни шина FSB, ни QPI не требуется.В процессоры на архитектуре Nehalem встроен специальный микроконтроллер PCU, на который возложеныфункции постоянного контроля за температурой ядер, и который может полностью отключать их, когда в нихнет необходимости. Кроме того, имеется специальный турбо-режим, позволяющий увеличивать частотуработы ядер процессора, когда их рассеиваемая мощность находится ниже определенного показателя.Бюджетная серия процессоров Intel долгое время была представлена семействами — Intel Celeron,которые уже морально устарели и сегодня вытесняются из продажи новым бюджетным семейством IntelPentium Dual-Core.В сегменте микропроцессоров для высокопроизводительных серверов Intel выпускает серии Xeon.
Новыйпроцессор семейства Intel Xeon 7500 под кодовым названием Nehalem-EX имеет до 8 вычислительных ядер,поддерживая (Hyper-threading) обработку до 16 потоков одновременно. Объем кэш-памяти составит 24 Мб.2,3 млрд транзисторов. Начало массового производства Nehalem-EX запланировано на вторую половину 2009года.
Nehalem-EX способен обеспечить в 9 раз более высокую скорость работы оперативной памяти посравнению с Intel Xeon 7400. Процессоры Nehalem-EX имеют по четыре широкополосных шины QuickPath, чтообеспечивает хорошую расширяемость и позволяет строить системы с несколькими процессорнымисокетами, способными обрабатывать одновременно до 128 процессов без использования дополнительныхустройств.В 2010 г. Intel планирует выпуск процессоров (Tukwila ) и Dunnington. В Tukwila новинкой станет шина CSI(Common Systems Interconnect), которая обеспечит 6,4 и 4,8 млрд. операций в секунду (6.4 Gflop/s), чтогораздо эффективнее, чем в текущей версии Itanium2 — 667 млн. операций в секунду.
Эффективность новойшины оценивается высоко. Ее ширина составит 8-16 бит и она будет иметь пропускную способность от 64 до128 Гб/с, т.е. в 6-11 раз эффективнее, чем у Itanium2. Процессор работает с полностьюбуферизованной памятью FB-DIMM, что сильно снизит латентность. Встраиваемый контроллер памяти будетподдерживать работу с четырьмя каналами памяти, а возможно и больше. Кэш-память Tukwila (L3) — по 6 Мбна ядро, что в сумме дает внушительные 24 Мб. Поддерживается и технология виртуализации. Всенововведения, которые Intel реализует в ядре Tukwila, наделят процессор производительностью в 40 Гфлопс.В ядрах Tukwila будет использоваться многопоточность — по две нити на ядро.Компанияв 2009 г. выпускает шестиядерные процессоры Opteron (прежнее кодовое названиеIstanbul).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
