Itanium

В 2001 году был выпущен процессор с полностью новой архитектурой Itanium.

Itanium имеет следующие характеристики:

• 64 разряда;

• частота — 800 МГц;

• PGA;

• архитектура вычислений с явным параллелизмом (EPIC, Explicitly Parallel Instruction Computing);

• система расширенного самоконтроля (Enhanced Machine Check Architecture);

• кэш L3 2 или 4 Мбайт;

• FPU — 6,4 млрд. оп/с;

Itanium II

Itanium II (2002) имеет следующие характеристики:

• 64 разряда;

• частота — 900, 1000 МГц;

• кэш L3 1,5 или 3 Mб, L2 — 256 Кб, L1 — 32 Кб;

• системная шина 400 МГц, 128 бит, пропускная способность 6,4 Гб/с;

• набор микросхем Intel E8870;

• архитектура вычислений с явным параллелизмом (EPIC, Explicitly Parallel Instruction Computing);

• система расширенного самоконтроля (Enhanced Machine Check Architecture);

• FPU — 6,4 млрд. оп/с;

Pentium 4 3,06 ГГц с технологией Hyper-Threading (Northwood)

В 2002 году был выпущен Pentium 4 3,06 ГГц (Northwood) с технологией Hyper-Threading (HT).

Технология HT позволяет одному процессору одновременно (параллельно) выполнять два различных потока управления (две нити — threads). Архитектурно процессор с HT представляет собой два логических процессора (рис.1), каждый из которых имеет свое собственное архитектурное состояние (AS, Architectural State). AS — это значения регистров данных, сегментных, управляющих, отладочных и большинства машинно-специфичных регистров. Также каждый логический процессор имеет свой APIC (advanced programmable interrupt controller — улучшенный программируемый контроллер прерываний).

Рис.1. Сравнительная схема обычной двухпроцессорной системы

и системы на одном процессоре Pentium 4 с технологией HT

После включения питания и инициализации каждый логический процессор может быть отдельно остановлен, прерван или запущен для выполнения собственной нити независимо от других логических процессоров. Но в отличие от двухпроцессорной системы логические процессоры разделяют общие ресурсы ядра процессора, которые включают операционное устройство, кэш, устройство шинного интерфейса и др.

Это позволяет увеличить загрузку операционного устройства процессора и, соответственно, существенно уменьшить число циклов ожидания (простаивания) (рис.2).

Рис.2. Иллюстрация повышения эффективности работы

операционного устройства благодаря HT

Элементарная прямоугольная ячейка на рисунке символизирует загрузку одного операционного ресурса в течение одного такта. Если ячейка закрашена, то ресурс загружен. Если нет, то простаивает. Один горизонтальный блок из трех ячеек соответствует одному такту. Три ячейки в одном горизонтальном блоке означают три операционных ресурса, работающих параллельно (один суперскалярный процессор может выполнять до трех команд за один такт). Циклы простаивания образуются по причине отсутствия необходимых данных в кэше, ошибочных предсказаний переходов, командных зависимостей в пределах каждой нити.

Технология HT в многозадачных приложениях дает повышение производительности до 25%. Величина прироста эффективности, конечно, зависит от того, как в приложении реализована многопоточность.

Для реализации HT необходимо следующее:

1. Процессор Pentium 4 c HT.

2. Чипсет с поддержкой HT.

3. BIOS с поддержкой HT.

4. Операционная система с поддержкой HT.

Sun Microsystems UltraSPARC IV (Jaguar)

2003 — Sun Microsystems UltraSPARC IV (Jaguar) — технология параллельной обработки двух потоков команд Chip MultiThreading (CMT):

• 0,13 мкм;

• частота 1,2 ГГц;

• два процессорных ядра UltraSPARC III на одном кристалле;

• L1 — 64 Кбайт данные, 32 Кбайт команды;

• L2 16 Мбайт;

• встроенный контроллер памяти, адресующий 16 Гбайт).