1. Перечислите характерные черты современных универсальных микропроцессоров.

Характерными чертами современных универсальных микропроцессоров являются:

• Суперскалярная архитектура, обеспечивающая одновременное выполнение нескольких команд в параллельно работающих исполнительных устройствах.

• Динамическое изменение последовательности команд (выполнение команд с опережением – спекулятивное выполнение).

• Конвейерное исполнение команд.

• Предсказание направления ветвлений.

• Предварительная выборка команд и данных.

• Параллельная обработка потоков данных.

• Многоядерная структура.

• Многопотоковая обработка команд.

• Пониженное энергопотребление.

2. Перечислите особенности микроархитектуры Intel Core.

• Технология Intel Wide Dynamic Execution (широкое динамическое исполнение).

• Технология Intel Advanced Digital Media Boost (улучшенные цифровые медиа возможности).

• Технология Intel Advanced Smart Cache (улучшенный интеллектуальный кэш).

• Технология Intel Smart Memory Access (интеллектуальный доступ к памяти).

• Технология Intel Intelligent Power Capability (интерактивное подключение подсистем).

3. Как реализуется технология «Широкого» динамического исполнения команд в Intel Core?

Благодаря добавлению в каждое ядро декодеров и исполнительных устройств каждое из ядер сможет выбирать из программного кода и исполнять до четырех х86 инструкций одновременно с помощью 14-стадийных конвейеров. микроархитектура Core получила более совершенный блок предсказания переходов и более вместительные буферы команд, используемые на различных этапах анализа кода для оптимизации скорости исполнения. микроархитектура Core получила технологию macro fusion. Данная технология направлена на увеличение числа исполняемых за такт команд и заключается в том, что ряд пар связанных между собой последовательных х86 инструкций, таких как, например, сравнение со следующим за ним условным переходом, представляются декодером одной микрокомандой. Таким образом, пять выбранных х86 инструкций могут в каждом такте преобразовываться в четыре микрокоманды.

4. Как реализуется технология «Улучшенные цифровые медиа возможности» в Intel Core?

Новая микроархитектура позволяет ускорить работу с SSE-инструкциями в два раза. Блоки SSE в данных процессорах полностью 128-битные, что дает возможность увеличить количество данных, обрабатываемых процессором за такт. Кроме этого, Intel в очередной раз провел ревизию системы команд SSE. Результатом стало расширение SSSE3 еще 32-мя новыми командами, позволяющими ускорить в том числе кодирование видеозаписей с высоким разрешением и обработку фотоизображений.

5. Как реализуется и какие дает преимущества технология «Улучшенный интеллектуальный кэш» в Intel Core?

1. Появляется возможность у процессора гибко регулировать размеры областей кэша, используемых каждым из ядер. Доступ ко всему объему L2 кэша может получить любое из ядер процессора Если оба ядра работают синхронно с одними и теми же данными, то хранятся они в общем L2 кэше только однократно.

2. Значительно снижается нагрузка на оперативную память системы и на процессорную шину. В этом случае перед системой не стоит задача контроля и обеспечения когерентности кэш-памяти различных ядер.

6. Как реализуется технология «Интеллектуальный доступ к памяти» в Intel Core?

Под этим названием объединены несколько технологий.

1. Усовершенствованный алгоритм предварительной выборки данных. Микроархитектура Core предполагает реализацию в процессоре 6 независимых блоков предварительной выборки данных. Два блока нагружаются задачей предварительной выборки данных из памяти в общий L2 кэш. Еще по два блока работают с кэшами L1 каждого ядра. Каждый из этих блоков независимо друг от друга отслеживает закономерные обращения (потоковые либо с постоянным шагом внутри массива) исполнительных устройств к данным. Базируясь на собранной статистике, блоки предварительной выборки стремятся подгружать данные из памяти в процессорный кэш еще до того, как к ним последует обращение. Также L1 кэш каждого из ядер процессоров, построенных на базе Core, имеет по одному блоку предварительной выборки инструкций, работающих по аналогичному алгоритму.

2. Memory disambiguation (устранение противоречий при доступе к памяти). Данная технология направлена на повышение эффективности работы алгоритмов внеочередного исполнения инструкций, осуществляющих чтение/выгрузку (Load) и запись/сохранение (Store) данных в память.