Перспективы совершенствования вм и вс. Принципы развития сбис.
Совершенствование архитектуры вычислительных машин и систем началось момента появления первых ВМ и не прекращается по сей день. Каждое изменение в архитектуре направлено на абсолютное повышение производительности или, крайней мере, на более эффективное решение задач определенного класса. Эволюцию архитектур определяют самые различные факторы, главные из которых показаны рис. 6. Не умаляя роли ни одного из них, следует признать, что наиболее очевидные успехи в области средств вычислительной техники все же связаны технологическими достижениями.
С каждым новым технологическим успехом многие из архитектурных переходят на уровень практической реализации. Очевидно, что процесс будет продолжаться и в дальнейшем, однако возникает вопрос: «Насколько быстро?» Косвенный ответ можно получить, проанализировав тенденции совершенствования технологий, главным образом полупроводниковых.
Рис.6 Факторы,влияющие на развитие архитектуры ВС
Принципы развития СБИС.
Тенденция развития СБИС.
Основная борьба идет на размещение транзисторов, конденсаторов, резисторов на кристалле.
Есть два пути:
Увеличение площади кристалла
Уменьшение размеров соед. частей и элементов, транзисторов, конденсаторов и резисторов
В 1965 г.Мор высказал мысль -на кристалле удваивается размещаемые элементы через год. Через два года уточнил. Так Pentium 4 содержит 41 млн. транзисторов.
Кристалл для особых нужд выращивают в космосе в виде болванок, затем режут на диски толщиной 1 см, а из них вырезают прямоугольники. Это и есть кристалл.
Перспективы исследования в области архитектуры эвм.
Основные направления исследований в области архитектуры ВМ и ВС можно условно разделить на две группы: эволюционные и революционные. К первой группе следует отнести исследования, целью которых является совершенствование методов реализации уже достаточно известных идей. Изыскания, условно названные революционными, направлены на создание совершенно новых архитектур, принципиально отличных от уже ставшей традиционной фон-неймановской архитектуры.
Большинство из исследований, относимых к эволюционным, связано с совершенствованием архитектуры микропроцессоров (МП). В принципе кардинально новых архитектурных подходов в микропроцессорах сравнительно мало. Основные идеи, лежащие в основе современных МП, были выдвинуты много лет тому назад, но из-за несовершенства технологии и высокой стоимости реализации нашли применение только в больших универсальных ВМ (мэйнфреймах) и суперЭВМ. Наиболее значимые из изменений в архитектуре МП связаны с повышением уровня параллелизма на уровне команд (возможности одновременного выполнения нескольких команд). Здесь в первую очередь следует упомянуть конвейеризацию, суперскалярную обработку и архитектуру с командными словами сверхбольшой длины (VLIW). После успешного переноса на МП глобальных архитектурных подходов «больших» систем основные усилия исследователей теперь направлены на частные архитектурные изменения.
Примерами таких эволюционных архитектурных изменений могут служить: усовершенствованные методы предсказания переходов в конвейере команд, повышение частоты успешных обращений к кэш-памяти за счет усложненных способов буферизации и т. п.
Наблюдаемые нами достижения в области вычислительных средств широкого применения пока обусловлены именно «эволюционными» исследованиями. Однако уже сейчас очевидно, что, оставаясь в рамках традиционных архитектур, мы довольно скоро натолкнемся на технологические ограничения. Один из путей преодоления технологического барьера лежит в области нетрадиционных подходов. Исследования, проводимые в этом направлении, по нашей классификации отнесены к «революционным». Справедливость такого утверждения подтверждается первыми образцами ВС с нетрадиционной архитектурой.
Оценивая перспективы эволюционного и революционного развития вычислительной техники, можно утверждать, что на ближайшее время наибольшего прогресса можно ожидать на пути использования идей параллелизма на всех его уровнях и создания эффективной иерархии запоминающих устройств.