Технологии mips процессоров от Silicon Graphics (sgi)

Структура MIPS процессоров от Silicon Graphics

MIPS (Million Instructions Per Second) - суперскалярный RISC-процессор. Его особенностями являются многоступенчатый конвейер, а также большой объем кэш-памяти первого уровня, что позволяет выполнять ряд приложений, эмулируя обращения к вторичной кэш-памяти или оперативной памяти. Оба кэша являются частично-ассоциативными, имеют виртуальную индексацию. Доступ в кэш второго уровня происходит по 64-разрядной системной шине совместно с доступом к оперативной памяти. Для повышения пропускной способности при обращении в оперативную память доступ инициируется одновременно со сравнением тега кэша.

Немного об архитектуре

SGI добилась своей уникальности и высокой производительности главным образом за счет того, что реализовала уникальную графическую подсистему, которая использует аппаратную поддержку команд OpenGL и позволяет преобразовывать поступающий поток цифровых данных в графические и видеоформаты. Так как все-таки устроена графическая подсистема от SGI?

Как правило, она архитектурно состоит из трех плат: геометрической машины, растеризатора и генератора изображений.

Геометрическая машина выполняет обработку поступающих цифровых данных, производя геометрическую и пиксельную обработку. Применение аппаратной поддержки OpenGL позволяет без использования дополнительных вычислительных средств производить сложные преобразования, например, формирование объемных графических объектов, их проецирование на экран и расчет освещенности.

Сердцем графического конвейера является подсистема растеризации. Она выполняет, пожалуй, самую трудоемкую и важную задачу - преобразовывает поступающую от геометрической машины информацию в пиксельный формат. Однако за счет распараллеливания большинства функций и применения максимально возможной аппаратной обработки, подсистема растеризации без особых проблем выполняет такие трудоемкие преобразования, как наложение текстуры или сглаживание изображения.

После обработки в буфере кадра данные поступают на вход подсистемы генерации изображений. Аналого-цифровые преобразователи генерируют аналоговый поток, который и позволяет получить изображение на мониторе. Здесь тоже не обошлось без хитростей: за счет программного управления временными характеристиками преобразования подсистема вывода изображения позволяет получать выходные данные для дисплеев с различным разрешением.

Ресэмплинг - другая не менее важная функция подсистемы генерации изображений. Она позволяет ускорить частоту смены кадров и преобразовывать выходные данные в S-video или композитный сигнал. А регулируемость размеров рабочей области экрана, для которой генерируется видеосигнал, позволяет без дополнительных трудностей задавать необходимую область для отображения на видео, а также нестандартные соотношения сторон экрана.

За счет того, что в видеосигнал может быть преобразована любая прямоугольная область экрана, не возникает проблем с видеоформатами, у которых соотношение размеров кадра отлично от отношения 3:4, использующегося в PAL. В дополнение реализована генерация синхронизирующих сигналов, что дает станциям Silicon Graphics хорошую совместимость с профессиональной видеоаппаратурой.