15. Кэш amd fx “Bulldozer”. Блок-схема.
Кэша должно быть много либо он должен быть быстрым, оба варианта в среднем по производительности будут равны, если не брать самые крайние случаи совсем мало очень быстрого или очень много, но очень медленного. Быстрый кэш на большой локальности будет обгонять, но отставать на большом количестве нитей или используемой нитью памяти.
Сколько это нормально и достаточно в числах? Ну, не меньше чем на моделях предшественников, чтобы не ударить в грязь лицом перед тем, что снято с производства. Я не поленился и порылся в данных процессоров близких к временам кэша "со сквозной записью". В наихудшем для фенома и бульдозера вариантах использования:
CPU L1d L1c L2 L3
старый 16/4 16/4 256/8 -
феном Х4 64/2 64/2 512/16 1500/12
бульдозер 16/4wt 64/1 1024/8 1024/8
И феном и бульдозер в L1 явно пострадали по числу входов L1, фактически по числу независимо распределенных участков памяти, которые можно закэшировать.
А кэш L1 это быстрый вариант управляемого кэша, который имеет особое значение, поскольку программисты, которые пишут не на системно независимом Джава, уже смирились с тем, что память неоднородна и могут использовать технику вида: предвыборка строки кэша + работа с ней, для которой недостаток входов может приводить к постоянному кэш-промаху, при выполнении нескольких потоков на одном ядре также возрастает потребность в числе входов.
Все это разговоры философские, однако по аналогии ясно, что L2 не может заменить L1 если работает на более низкой скорости, вот график для фенома в одной из загруженных конфигураций
16. Микропроцессор Power pc. Назначение блоков.
Ключевую роль в создании семейства микропроцессоров PowerPC сыграла корпорация IBM (www.ibm.com). Дело в том, что за основу создаваемого семейства был взят ее процессор POWER (Performance Optimization With Enhanced RISC). Стоит отметить, что существенный вклад в развитие фундаментальной концепции RISC-архитектуры внесли ученые из Исследовательского центра IBM, где в середине 70-х годов был разработан мини-компьютер IBM 801. Дальнейшее развитие этих идей нашло отражение при создании концепции POWER в конце 80-х. Впоследствии именно данная архитектура стала основой нескольких семейств рабочих станций и серверов корпорации.
POWER во многих отношениях представляет собой традиционную RISC-архитектуру. В ней сохранены наиболее важные отличительные особенности RISC: фиксированная длина команд, простые способы адресации и команд, большой размер регистрового файла, а также и 3-операндный формат инструкций. Однако архитектура POWER имеет несколько дополнительных свойств, которые отличают ее от других RISC-архитектур. е набор команд изначально был основан на идее суперскалярной обработки. В базовой архитектуре команды распределяются по трем независимым исполнительным устройствам: целочисленной и вещественной арифметики, а также переходов. Для сокращения времени выполнения в POWER были введены специальные команды групповой загрузки и записи, которые обеспечивали пересылку содержимого нескольких регистров в памяти (и обратно) с помощью единственной команды. Архитектура переходов POWER была организована с учетом их предварительного просмотра и методики свертывания. Кстати, реализация условных переходов, используемая в архитектуре POWER, является ее уникальным свойством по сравнению с другими RISC-процессорами.
Первая аппаратная реализация POWER появилась на рынке в 1990 г. С тех пор IBM представила еще несколько версий процессоров (POWER2, POWER2+, POWER3, POWER3-II), обеспечивающих поддержку кэш-памяти второго уровня и имеющих расширенный набор команд.
PowerPC положила начало однокристальной архитектуре POWER. Кроме того, в ней было сделано несколько упрощений с целью приспособления для однокристальных процессоров: исключены команды, которые могли бы стать препятствием повышения тактовой частоты; устранены архитектурные препятствия суперскалярной обработке и внеочередному выполнению команд; добавлены свойства, необходимые для поддержки симметричной многопроцессорной обработки; ее разрядность расширена до 64. Отметим, что PowerPC поддерживает ту же самую базовую модель программирования и назначение кодов операций команд, что и архитектура POWER.