Cs 303 Компьютерная архитектура Модуль Вопросы и ответы Перевод: английский русский

Предсказание ветвей.

Он использует предиктор — простой насыщающий n-битный счетчик. Каждый раз, когда выполняется конкретная ветвь, ее запись увеличивается, в противном случае она уменьшается.
Если установлен старший бит в счетчике, предсказать, что ветвь будет выполнена.

Ограничения ILP

1. 
   Поток инструкций должен выполняться на идеальном процессоре без существенных ограничений.
   
2. 
   Идеальный процессор всегда правильно предсказывает переходы, не имеет структурных опасностей.
   
3. 
   Это устраняет все зависимости управления и имени. (только зависимости данных)
   
4. 
   Теоретически последняя динамически выполняемая инструкция в программе может быть запланирована на первый цикл.
   

3.Проблемы с параллельной обработкой

• 
  Параллельная обработка — это одновременное использование несколькихЦПУдля выполнения программы или нескольких вычислительных потоков.
  
• 
  В идеале параллельная обработка заставляет программы работать быстрее, потому что на ней работает больше механизмов (ЦП или ядер).
  
• 
  Параллельный компьютер (или многопроцессорная система) представляет собой набор взаимодействующих элементов обработки (процессоров), которые взаимодействуют для быстрого решения больших вычислительных задач путем разделения таких задач на параллельные задачи с использованием параллелизма на уровне потоков (TLP).
  

Преимущества:

• 
  Более быстрое время выполнения, поэтому более высокая пропускная способность.
  

Недостатки:

• 
  Требуется больше оборудования, а также больше требований к мощности.
  
• 
  Не подходит для маломощных и мобильных устройств.
  

Проблемы параллельной обработки

• 
  Подключение ваших процессоров
  
  • 
    Динамическое и статическое — соединения могут меняться от одного сообщения к другому.
    
  • 
    Блокировка и неблокировка — могут ли быть одновременные соединения?
    
  • 
    Соединения могут быть полными, линейными, звездообразными, сетчатыми, древовидными, гиперкубическими и др.
    
• 
  Маршрутизация на основе шины
  
  • 
    Переключение между поперечинами — непрактично для всех, кроме самых дорогих суперкомпьютеров.
    
  • 
    Переключатель 2X2 — может направлять входы в разные места назначения.
    
• 
  Работа с памятью
  
• 
  Различные варианты:
  
  • 
    Глобальная общая память
    
  • 
    Распределенная общая память
    
  • 
    Глобальная общая память с отдельным кешем для процессоров
    
• 
  Потенциальные опасности:
  
  • 
    Отдельные кэши ЦП или память могут рассинхронизироваться друг с другом. «Когерентность кэша»
    
  • 
    Решения:
    
    • 
      УМА/НУМА машины
      
    • 
      Snoopy контроллеры кеша
      
    • 
      Протоколы сквозной записи