Периферийные процессоры и шины
М
ы
считаем, что файловая система и все
устройство находятся в распоряжении
центрального процессора. Каждый
периферийный процессор содержит
облегченный вариант ОС, предназначенный
для обработки локальных сообщений.
Тогда процессоры могут обмениваться
следующими сообщениями:
Запрос |
Признак вызова системной функции |
Параметры системной функции |
Данные о среде выполнения процессора |
- Поток данных - |
Ответ |
Результат вызова системной функции |
Сообщение об ошибке |
Номер сигнала |
- Поток данных - |
Многопрограммный режим работы
Обеспечивается операционной системой. Необходимость такого режима обуславливается эффективностью использования вычислительного процессора. Как правило, процессор задерживают:
Скорость шины ниже скорости процессора
Оперативная память. Состоит из страниц, часть может сохраняться на носителе
Периферийные устройства
Современные процессоры способны переключаться между программами, загруженными в оперативную память.
Введение в процессор нескольких специальных алу
АЛУ по функциональности – операционный блок, выполняющий микрооперации, обеспечивающий прием из других устройств команд, операндов, их преобразование и выдачу результатов в другие устройства.
По способу действия на операнды, АЛУ делятся на последовательные и параллельные. В последовательных АЛУ операнды представляются в последовательном коде, а операции производятся последовательно во времени (одна после другой) над отдельными разрядами операндов. В параллельных же АЛУ операнды представлены параллельным кодом, а операции над всеми разрядами выполняются одновременно (параллельно).
По способу представления чисел АЛУ делятся на АЛУ с фиксированной точкой, плавающей точкой и для десятичных чисел.
По характеру использования АЛУ делятся на блочные (операции над числами выполняются в отдельных блоках, при этом повышается скорость работы, так как блоки могут работать параллельно) и многофункциональные (разные операции над исходными данными выполняются одними и теми же схемами).
Архитектура «Эльбрус»
Работы над архитектурой «Эльбрус» начались в 1986 г. в коллективе Института точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) им. С.А. Лебедева. Архитектура «Эльбрус» - оригинальная российская разработка. Ключевые черты архитектуры «Эльбрус» - энергоэффективность и высокая производительность, достигаемые при помощи задания явного параллелизма операций. В архитектуре «Эльбрус» основную работу по анализу зависимостей и оптимизации порядка операций берет на себя компилятор. Процессору на вход поступают т.н. «широкие команды», в каждой из которых закодированы инструкции для всех исполнительных устройств процессора, которые должны быть запущены на данном такте. От процессора не требуется анализировать зависимости между операндами или переставлять операции между широкими командами: все это делает компилятор, исходя из анализа исходного кода и планирования ресурсов процессора. В результате аппаратура процессора может быть проще и экономичнее.
Компилятор способен анализировать исходный код гораздо тщательнее, чем аппаратура RISC/CISC процессора, и находить больше независимых операций. Поэтому в архитектуре Эльбрус больше параллельно работающих исполнительных устройств, чем в традиционных архитектурах, и на многих алгоритмах она демонстрирует непревзойденную архитектурную скорость. Постоянно доступно 6 каналов арифметико-логических устройств (АЛУ), работающих параллельно. Кроме того, реализована аппаратная поддержка циклов, в том числе с конвейеризацией, что повышает эффективность использования ресурсов процессора. Также, присутствует программируемое асинхронное устройство предварительной подкачки данных с отдельными каналами считывания. Это позволяет скрыть задержки от доступа к памяти и полнее использовать АЛУ.