Vliw arxitekturasi Ishning maqsadi

5 - amaliy ish
Mavzu: VLIW arxitekturasi
Ishning maqsadi: Mavzu bo'yicha kerakli bilimlarni o'rganish va o'zlashtirish
VLIW ( inglizcha juda uzun buyruq so'zi - "juda uzun mashina buyrug'i") - bu bir nechta hisoblash moslamalari bo'lgan protsessorlarning arxitekturasi . Bu bitta protsessor buyrug'ida parallel ravishda bajarilishi kerak bo'lgan bir nechta operatsiyalar mavjudligi bilan tavsiflanadi. Aslida, bu "dasturchiga ko'rinadigan" mikroprogramma nazorati, agar mashina kodi apparatni to'g'ridan-to'g'ri boshqarish uchun biroz qisqartirilgan mikrokod bo'lsa .
Superscalar protsessor ham bir necha kompyuter Module bor, lekin muammo o'rtasida ish taqsimlash hal etiladi apparat . Bu protsessor dizaynini ancha murakkablashtiradi va xatolarga yo'l qo'yishi mumkin. VLIW protsessorlarida tarqatish muammosi kompilyatsiya vaqtida echiladi va ko'rsatmalarda qaysi hisoblash moslamasi qaysi buyruqni bajarishi kerakligi aniq ko'rsatilgan.
VLIW-ni RISC mafkurasining mantiqiy davomi deb hisoblash mumkin , uni bir nechta hisoblash modullari bilan arxitekturalarga etkazish. Xuddi RISC-da bo'lgani kabi , ko'rsatmalarda har bir protsessor moduli aniq nima qilishi kerakligi aniq ko'rsatilgan. Shu sababli, ko'rsatmalar 128 yoki hatto 256 bitgacha bo'lishi mumkin.
Ikkita arifmetik- mantiqiy birlik (ALU) bo'lgan VLIW - protsessor modelining ishlashini ko'rib chiqamiz . R 1, R 2, R 3 va R 4 registrlariga to'rtta raqamni kiritishimiz kerak deylik . Keyin psevdokod quyidagicha ko'rinishi mumkin:
R5 = R1 + R2, R6 = R3 + R 4 ; har bir ALU o'z juftligini qo'shadi
R0 = R5 + R6, YO'Q ; birinchi ALU summani topadi, ikkinchisi bo'sh
VLIW yondashuvi kompilyatorga hisoblash moslamalarini ajratish vazifasini yuklash orqali protsessor arxitekturasini ancha soddalashtiradi . Katta va murakkab yig'ilishlar bo'lmaganligi sababli, quvvat sarfi ancha kamayadi.
Shu bilan birga, VLIW uchun kod past zichlikka ega. Ishlamaydigan qurilmalar uchun bo'sh ko'rsatmalar ko'pligi sababli, VLIW protsessorlari uchun dasturlar an'anaviy me'morchilik uchun o'xshash dasturlarga qaraganda ancha uzoqroq bo'lishi mumkin.
VLIW Arxitektura programcı uchun emas, balki ajoyib va g'aroyib ko'rinadi. Murakkab ichki kodga bog'liqliklar tufayli VLIW arxitekturasi uchun mashina darajasida qo'lda dasturlash juda qiyin. Kompilyatorni optimallashtirishga ishonishingiz kerak.
Birinchi VLIW- protsessorlar 1980-yillarning oxirida Cydrome (1984-1988), MultiFlow (1984-1990) ^[3] , Culler tomonidan ishlab chiqilgan . ^[4]
Yilda sof formasi arxitektura VLIW ega protsessorlar TriMedia sabotli Philips va oila DSP C6000 kompaniyasi Texas Instruments .
Mikroprotsessor Transmeta Crusoe arxitektura x 86 bilan ikkilik moslik qatlamini o'z ichiga oladi , u protsessorning ichki formatiga ( kodni o'zgartirish ) buyruqni kompilyatsiya qiladi . Crusoe yadrosi - VLIW protsessori . ^[besh]
Intel the Itanium mikroprotsessori - bu 64-bitli buyruqlar to'plami , bu VLIW variantlaridan biri bo'lgan aniq parallellikka ega bo'lgan EPIC -Protsessor .
"Elbrus-3" multiprotsessorli kompyuter kompleksi va "Elbrus" seriyasining mikroprotsessorlari ( "Elbrus 2000" , "Elbrus S " ) VLIW- protsessorlardir.
Tilera tomonidan ishlab chiqarilgan protsessorlar ham VLIW arxitekturasiga ega .
VLIW bo'ladi , shuningdek, keng ishlatiladigan GPU bozorda masalan, AMD / ATI Radeon video Protsessorlar dan R 600 uchun Shimoliy orollari bor VLIW arxitekturasini. Janubiy orollardan boshlab (2012 yil 1-chorak) AMD / ATI VLIW yondashuvidan uzoqlashdi
Zamonaviy Qualcomm Snapdragon SoCs dan Qualcomm telefonlar va planshetlar Markaziy ishlash birligi sifatida foydalanish uchun bilan birgalikda protsessorlar o'z ichiga Hexagon VLIW arxitektura ( QDSP 6). U audio va multimediya ishlov berish algoritmlarini hamda simsiz signallarni raqamli qayta ishlashning bir qismini bajarishi mumkin. To'rtta ko'rsatmani bajarish uchun kirpi zarbasini boshlash mumkin; qo'shimcha multithreading qo'llab-quvvatlanadi (vaqtni ko'paytirish, xususan, arxitekturaning ba'zi versiyalarida - aylanuvchi turi ).
MultiFlow 7/300 kompaniyasining birinchi VLIW kompyuterida ikkita butun sonli arifmetik mantiqiy birlik, ikkita suzuvchi nuqta ALU va mantiqiy filiallar bloki ishlatilgan - barchasi bir nechta chiplarda yig'ilgan. Uning 256 bitlik boshqaruv so'zida sakkizta 32 bitli opkod mavjud. Butun sonlarni qayta ishlash uchun modullar 130 ns uzunlikdagi bitta tsiklda ikkita operatsiyani bajarishi mumkin edi (ya'ni ikkita ALU bilan to'rttasi), bu butun sonlarni qayta ishlashda taxminan 30 MIPS tezlikni ta'minladi . Ham 256 dan qabul qilib, Bu, shuningdek, apparat echimlarni birlashtirish mumkin edi bit yoki 1024 bit kompyuterlar. Birinchi VLIW kompyuter Cydrome Cydra- 25 256 bitli buyruq va oltita 40 bitlik operatsiyalar ketma-ketligi sifatida ko'rsatmalarni bajaradigan maxsus rejimdan foydalangan, shuning uchun uning kompilyatorlari parallel kod va oddiy ketma-ket kodlarning aralashmasini yaratishi mumkin. Ushbu VLIW VM-lar bir nechta chiplardan foydalangan bo'lsa, Intel i 860 protsessori bitta chipdagi birinchi VLIW protsessori bo'lgan. Biroq, i 860-ni VLIW deb tasniflash mumkin , aksincha u juda yuqori darajadagi protsessorlarning bir qismiga aylangan, keyinchalik dasturiy ta'minot nazoratsizligidan farqli o'laroq, faqat dasturiy ta'minot tomonidan boshqariladigan ko'rsatmalar juftligiga ega . Tarixiy ma'lumotnoma sifatida men VPSI arxitekturasiga asoslangan, bir vaqtning o'zida bozorda keng tarqalgan va muvaffaqiyatli bo'lgan FPS kompyuterlarini ( AP -120 B , AP -190 L va keyinchalik FPS brendi ostida ) eslatib o'tmoqchiman . Bundan tashqari, M10 va M13 Kartseva kabi "kanonik" mashinalar, shuningdek "Elbrus-3" mavjud edi - so'nggi loyihaning barcha "muvaffaqiyatsizligi" bilan, u hali ham VLIW bosqichi edi . Umuman olganda, VLIW protsessorining ishlashi apparatdan ko'ra ko'proq kompilyatorga bog'liq, chunki bu erda operatsiyalar ketma-ketligini optimallashtirish samarasi chastotani oshirish ta'siridan ustundir.
VLIW arxitekturasi kompyuter sanoatining dastlabki kunlaridan boshlangan bo'lsa-da (Turing 1946 yilda VLIW kompyuterini ishlab chiqqan ), ammo u hali ham tijorat muvaffaqiyatiga erishmagan. Intel hozirda VLIW g'oyalarining bir qismini Itanium protsessorlari qatoriga kiritdi . Mavjud klassik " RISC - CISC ichida - tashqarida " me'morchiligiga nisbatan ushbu protsessorlarga asoslangan tizimlarda ishlash va hisoblash tezligining sezilarli darajada oshishiga faqat intellektual funktsiyalarni apparatdan dasturiy ta'minotga (kompilyatorga) o'tkazish orqali erishish mumkin. Shunday qilib, Itanium / Itanium 2- ning muvaffaqiyati asosan dasturiy ta'minotga asoslangan va muammo shu erda. Bundan tashqari, sanoatning nisbatan uzoq muddatli Itaniga nisbatan nisbatan cheklangan munosabati uning mavjudligini tasdiqladi.
Savollar:

1. 
   VLIW nima?
   
2. 
   Qanday Intel Itanium Protsessorlar ish ?
   
3. 
   Transmeta Crusoe mikroprotsessorlari haqida yozing .