Mustaqil ishi Mavzu: O'rnatilgan protsessorlar

 
 

---

Ko'p bosqichli protsessorlarning xususiyatlari 
Oddiy bir torli protsessorlardan mantiqiy jihatdan murakkabroq ko'p 
tarmoqli protsessorlarga o'tish ilgari duch kelmagan muayyan qiyinchiliklarni 
bartaraf etishni o'z ichiga oladi. Amalga oshirish jarayoni agentlar yoki iplarga 
(iplarga) bo'lingan qurilmaning ishlashi ikkita xususiyatga ega: 

noaniqlik printsipi (noaniqlik printsipi). Ko'p tarmoqli ilovada jarayon 
oldindan aniqliksiz bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiluvchi agent iplariga bo'linadi; 

noaniqlik printsipi. Resurslar agentlar o'rtasida qanday taqsimlanishi 
ham oldindan noma'lum. 
Ushbu xususiyatlar tufayli ko'p bosqichli protsessorlarning ishi fon 
Neyman sxemasi bo'yicha deterministik hisob-kitoblardan tubdan farq qiladi. 
Bunday holda, jarayonning hozirgi holatini oldingi holat va kiritilgan 
ma'lumotlarning chiziqli funktsiyasi sifatida aniqlab bo'lmaydi, garchi 
jarayonlarning har birini fon Neyman mikromashinasi deb hisoblash mumkin. 
(Tiplarning xatti-harakatlariga nisbatan qo'llanilganda, hatto kvant fizikasida 
qo'llaniladigan "g'alatilik" atamasini ham qo'llash mumkin.) Bu xususiyatlarning 
mavjudligi 
ko'p 
tarmoqli 
protsessorni 
murakkab 
tizim 
tushunchasiga 
yaqinlashtiradi, ammo sof amaliy nuqtai nazardan. , jarayonning bajarilishi 
darajasida noaniqlik yoki noaniqlik, hatto undan ham g'alatilik haqida gap bo'lishi 
mumkin emasligi aniq. To'g'ri bajarilgan dastur g'alati bo'lishi mumkin emas. 
Eng ichida umumiy ko'rinish Ko'p oqimli protsessor ikki turdagi 
primitivlardan iborat. Birinchi tur - bu mutex deb ataladigan (Mutual Exclusion - 
"o'zaro istisno" dan), ikkinchisi - hodisaning bajarilishini qo'llab-quvvatlaydigan 
resurs. Muayyan mutexning jismoniy amalga oshirilishi tanlangan sxemaga bog'liq 
- SMT yoki CMP. Har qanday holatda ham, jarayonning bajarilishi shundan iboratki, 
keyingi ip mutexni bajarish muddati davomida ushlab turadi va keyin uni chiqaradi. 
Agar mutex bitta ip bilan band bo'lsa, ikkinchi ip uni ololmaydi. Muteksga egalik 
huquqini bir ipdan ikkinchisiga o'tkazishning o'ziga xos tartibi tasodifiy bo'lishi 
mumkin; bu boshqaruvning, masalan, ma'lum bir operatsion tizimda amalga 
oshirilishiga bog'liq. Har qanday holatda ham, boshqaruv shunday tuzilishi kerakki, 
mutexdan tashkil topgan resurslar to'g'ri taqsimlanadi va noaniqlik ta'siri bostiriladi. 
Hodisalar - tashqi muhitning o'zgarishi haqida signal beruvchi ob'ektlar 
(hodisalar). Ular boshqa voqea sodir bo'lgunga qadar o'zlarini kutish rejimiga 
qo'yishlari yoki boshqa hodisaga o'z holatini xabar qilishlari mumkin. Shunday qilib, 
hodisalar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin va hodisalar orasidagi 
ma'lumotlarning uzluksizligi ta'minlanishi kerak. Kutilayotgan agentga ma'lumotlar 
bunga tayyorligi haqida xabar berish kerak. Muteksni taqsimlashda noaniqlik 
ta'sirini bostirish kerak bo'lganidek, hodisalar bilan ishlashda ham noaniqlik ta'sirini 
bostirish kerak. SMT sxemasi birinchi marta Compaq Alpha 21464 protsessorlarida, 
shuningdek, Intel Xeon MP va Itanium protsessorlarida amalga oshirilgan. 

---

Mantiqan, CMP oddiyroq: bu erda parallellik har bir ipning o'z yadrosi 
tomonidan qayta ishlanishi bilan ta'minlanadi. Ammo agar dasturni iplarga bo'lish 
mumkin bo'lmasa, u (maxsus chora-tadbirlar mavjud bo'lmaganda) bitta yadro 
tomonidan qayta ishlanadi, bu holda umumiy ishlash protsessor bir yadro tezligi 
bilan cheklangan. Bir qarashda, SMT sxemasi bo'yicha qurilgan protsessor yanada 
moslashuvchan va shuning uchun bu sxema afzalroqdir. Ammo bunday bayonot 
faqat tranzistorlarning past zichligida to'g'ri bo'ladi. Agar chastota megahertsda 
o'lchansa va chipdagi tranzistorlar soni milliardga yaqinlashsa va signal uzatish 
kechikishlari kommutatsiya vaqtidan kattaroq bo'lsa, u holda tegishli hisoblash 
elementlari mahalliylashtirilgan CMP mikroarxitekturasi afzalliklarga ega. 
Biroq, jismoniy parallelizatsiya CMP ning ketma-ket hisob-kitoblarda 
unchalik samarali emasligiga olib keladi. Ushbu kamchilikni bartaraf etish uchun 
spekulyativ multithreading deb nomlangan yondashuv qo'llaniladi. Rus tilida 
"spekulyativ" so'zi salbiy ma'noga ega, shuning uchun biz bunday ko'p oqimni 
"shartli" deb ataymiz. Bu yondashuv apparat yoki o'z ichiga oladi dasturiy ta'minotni 
qo'llab-quvvatlash ketma-ket dasturni shartli oqimlarga bo'lish, ularning 
bajarilishini muvofiqlashtirish va natijalarni xotiraga birlashtirish.