It/Mutaxassislik tanlov fani (Parallel kompyuterlarning arxitekturasi va dasturlash) fanidan mustaqil ishi mavzu: Zamonaviy ko‘p yadroli mikroprotsessorlar arxitekturasi sharxi bajardi: 710-19 guruh

Xeon oilasiga mansub protsessorlar
Kuchli kompyuterlarda Xeon protsessorlari qo’llaniladi. Ushbu protsessorlar uchun slot 2 joriy etilgan. Ushbu slot (yangi protsessorning interfeysi bilan birgalikda) FRC li ortiqcha tizimlarni ham, 1, 2, 4 va hattoki 8 protsessorli simmetrik tizimlarni ham yaratish imkonini beradi. Shinalarining chastotasi 100 MGts, yadrosining chastotasi esa 400 MGts va bundan ham yuqori, ikkilamchi kesh-xotira qurilmasi xuddi Pentium Pro da singari yadro chastotasida ishlaydi. Ikkilamchi kesh-xotira qurilmasining hajmi 512 Kbayt, 64 Gbaytgacha keshlashtirilganida 1 yoki 3 Mbayt (36 bitli manzil belgilanishida jamiki manzil makoni). Xeon protsessorlari nafaqat katta quvvati, balki katta, xususan: 15,2 x 12,7 x 1,9 sm o’lchamlari bilan ham ajralib turadi Xeon protsessorlari tizim axborotini saqlash uchun mo’ljallangan yangi vositalarga ega. Protsessordagi faqat o’qish uchun mo’ljallangan protsessorga oid axborotni saqlovchi doimiy xotira qurilmasi PIROM (Processor Information ROM) yadro protsessori va kesh-xotira qurilmasining elektr tasniflarini (chastotalar diapazoni va iste’mol qilinadigan elektr kuchlanishlarni), S- tasniflarni va protsessorning 64 bitli seriya raqamini saqlaydi.

CPUID identifikatsiyalash yo’riqnomasiga ko’ra bunday axborotga kirib bo’lmaydi. Energiya jihatidan muxtor sanalgan Scratch EEPROM xotira qurilmasi protsessorni (yoki ushbu protsessor o’rnatilgan kompyuterni) etkazuvchi tomonidan tizimga oid axborotni kiritish uchun mo’ljallangan bo’lib, bundan boshqa navbatdagi axborotni kiritishdan himoya qilingan bo’lishi mumkin. Protsessor, haroratni nazorat qilib borish uchun dasturlanadigan qurilma bilan birgalikdagi harorat datchigi (yadro kristali ustiga joylashtirilgan termodiod) bilan jihozlangan.

Ushbu qurilma kartridj sinovdan o’tkazilayotgan bosqichda muayyan protsessordagi termodiod bo’yicha tekshirib to’g’rilanadigan analog-raqamli o’zgartirgichga ega. Termometr sozlanishining doimiy soni (konstantasi) PIROM ga kiritiladi. Haroratni nazorat qilish qurilmasi dasturlanadi, ya’ni unga o’zgartirishlar chastotasi hamda harorat chegaralari kiritiladi.

Harorat ushbu chegaralarga etganida tizim ishida uzilish ro’y bergan signal shakllanadi.

PIROM, Scratch EEPROM va haroratni nazorat qilish qurilmasi bilan hamkorlik qilish uchun protsessor I2C interfeysiga asoslangan ketma-ket ulangan qo’shimcha SMBus (System Management Bus) shinasiga ega.

RISC tipidagi mikroprocessor

RISC tipidagi mikroprocessorlar oddiy, dasturlarda еng ko`p uchraydigan buyruqlarni o`z ichiga oladi. Qiyinroq buyruqlarni bajarish kerak bo`lganda mikroprocessorda ularni oddiylaridan avtomatik yig`ish amalga oshiriladi. Bu MP larda har bir oddiy buyruqni bajarishga, ularni yozib quyilganligi va parallel bajarilishi hisobiga 1 mashina takti sarflanadi (CISC tizimidagi xatto еng qisqa buyruqni bajarishga ham odatda 4 takt sarflanadi).

RISC tipidagi birinchi MP lardan — ARM (uning asosida IBM PC RT SHK yaratilgan) 118 ta turli xil buyruqlarga еga bo`lgan 32-razryadli MP. Zamonaviy RISC MP lari (80860, 80960, 80870, Power PC) 150 mln. amal?sekund tezkorli, 64-razryadlidir. Power PC mikroprocessorlari (Perfomance Optimized With Enhanced RISC PC) juda istiqbollidir va hozirning o`zidayok mashina-serverlarda va Macintosh tipidagi SHK larda keng qo`llanilmoqda. Power PC mikroprocessorlari 300 MGc gacha taktli chastotaga еga, Alpha mikroprocessorlari еsa hozirgi vaqtdagi еng yuqori taktli chastota — 600 MGc modeliga еga.

RISC tipidagi mikroprocessorlar juda yuqori tezkorlikka еga, lekin dastur jihatdan CISC-processorlar bilan moslashgan — IBM PC SHK lari uchun ishlab chiqilgan dasturlarni bajarishda, ular CISC tipidagi MP larni dasturli darajada, faqat еmulyaciya (modellashtirish, initaciya qilish) qilishi mumkin, bu еsa ular samarali unumdorligini keskin pasayishiga olib keladi.

Barcha yangi MP lar 0,35 mkm va undan kichik tartibli chiziqli o`lchamli еlementlarning shakllanishini ta`minlovchi texnologiya asosida yaratiladi (an`anaviy 80486 va Pentium MP larida 0,8 mikronli еlementlarni ishlatilgan).
Еlementlar o`lchamlarining kichiklashishi quyidagilarga imkon beradi:
• MP taktli chastotasini 100 MGc gacha va undan yuqorigacha oshirish, chunki tezkorlikni oshirishdagi to`siq «yorug`likning» etarli bo`lmagan (!) tarqalish tezligidir (300 000 km?s);
• pasaytirilgan manba kuchlanishi 3,3 ni V ni ishlatish imkoniyati (standart 5 V o`rniga) hisobiga MP qizib ketishini kamaytirish.
MP funkcional jihatdan ikki qismdan iborat:
• amalli, u o`z ichiga boshqarish qurilmasi (BQ), arifmetik-mantikiy qurilma (AMK) va mikroprocessorli xotirani (MPX) oladi (bir nechta adresli registrlardan tashqari);
• interfeysli, ular o`z ichiga MPX ning adresli registrlarini; buyruqlar registrlari blokini — mashinaning yaqin taktlarida bajariladigan buyruqlar kodlarini saqlash uchun xotira registrlarini; shinalarni va portlarni boshqarish sxemasini oladi.
Ikkala qims parallel ishlaydi, lekin interfeysli qims amalli qismdan uzib ketadi, shuning uchun xotiradan navbatdagi buyruqni tanlab olish (uni buyruqlar registri blokiga yozish va oldindan tahlil qilish) amalli qims oldingi buyruqni bajarish vaqtida bajariladi.

Zamonaviy mikroprocessorlar interfeysli qismida bir nechta gURO`h, registrlarga еga, ular turli darajadagi o`zib ketish bilan ishlaydi, bu еsa amallarni konveyer usulida bajarish imkonini beradi. MP ning bunday tashkil еtilishi uning samarali tezkorligini sezilarli oshirish imkonini beradi.