Computer Organization and Architecture (Albanian)

+ William Stallings MSc. Valdrin Haxhiu Computer Organization and Architecture 10th Edition Ligjërata 12 +Procesorët RISC dhe procesorët multicore + Pse CISC? (Complex Instruction Set Computer) ◼ B...

+ William Stallings MSc. Valdrin Haxhiu Computer Organization and Architecture 10th Edition Ligjërata 12 +Procesorët RISC dhe procesorët multicore + Pse CISC? (Complex Instruction Set Computer) ◼ Bashkësitë e mëdha të instruksioneve përfshijnë një numër të madh të instruksioneve dhe instruksione komplekse. ◼ Kanë qenë dy arsye kryesore që kanë motivuar këtë trend: ◼ Dëshira për të thjeshtuar kompajlerët ◼ Dëshira për të përmirësuar performancën ◼ Programet e vogla kanë dy përparësi: ◼ Programi harxhon më pak memorie ◼ Duhet të përmirësojë performancën ◼ Më pak instruksione nënkupton më pak bajt të instruksioneve që duhet të lexohen ◼ Në një ambient që përdorë faqe, programet më të vogla kanë më pak faqe, duke zvogëluar në atë mënyrë rastet page fault ◼ Më shumë instruksione do të jenë në memorien kesh  Tabela 15.6 - Madhësia e kodit në raport me RISC I [PATT82a] [KATE83] [HEAT84] 11 C Programs 12 C Programs 5 C Programs RISC I 1.0 1.0 1.0 VAX-11/780 0.8 0.67 M68000 0.9 0.9 Z8002 1.2 1.12 PDP-11/70 0.9 0.71 Karakteristikat e bashkësisë së reduktuar të instruksioneve (RISC) Një instruksion për Cikli i makinës --- koha e nevojshme për të lexuar dy operandë prej regjistrave, kryerjen e cikël një operacioni në ALU dhe ruajtjen e rezultatit në një regjistër Operacionet e llojit Vetëm instruksionet e thjeshta LOAD dhe STORE mund t’i qasen memories regjistër-regjistër Kjo karakteristikë e dizajnit e thjeshton bashkësinë e instruksioneve dhe njësinë kontrolluese Mënyra më të Thjeshton bashkësinë e instruksioneve dhe njësinë kontrolluese thjeshta të adresimit Formate më të Në përgjithësi, përdoret vetëm një ose pak formate Gjatësia e instruksionit është fikse (e pandryshueshme) dhe vendosja në DRAM bëhet vetëm thjeshta të në kufi të fjalës Dekodimi i kodit të operacionit dhe qasja në operandin e regjistrit mund të bëhen në të instruksioneve njëjtën kohë  Tabela 15.7 Karakteristikat e disa procesorëve Number Number of of Max Load/store Max bits for Number of instruc- instruc- Number of combined number of Unaligned Max integer bits for FP tion tion size addressing Indirect with memory addressing Number of register register Processor sizes in bytes modes addressing arithmetic operands allowed MMU uses specifier specifier AMD29000 1 4 1 no no 1 no 1 8 3a MIPS R2000 1 4 1 no no 1 no 1 5 4 SPARC 1 4 2 no no 1 no 1 5 4 MC88000 1 4 3 no no 1 no 1 5 4 HP PA 1 4 10 a no no 1 no 1 5 4 IBM RT/PC 2a 4 1 no no 1 no 1 4a 3a IBM RS/6000 1 4 4 no no 1 yes 1 5 5 Intel i860 1 4 4 no no 1 no 1 5 4 IBM 3090 4 8 2b no b yes 2 yes 4 4 2 Intel 80486 12 12 15 no b yes 2 yes 4 3 3 NSC 32016 21 21 23 yes yes 2 yes 4 3 3 MC68040 11 22 44 yes yes 2 yes 8 4 3 VAX 56 56 22 yes yes 6 yes 24 4 0 Clipper 4a 8a 9a no no 1 0 2 4a 3a Intel 80960 2a 8a 9a no no 1 yes a — 5 3a a RISC that does not conform to this characteristic. b CISC that does not conform to this characteristic. + RISC vs. CISC ◼ Sasiore ◼ Krahasimi i madhësisë së programeve dhe shpejtësisë së ekzekutimit në procesorë RISC dhe CISC që përdorin teknologji të krahasueshme ◼ Cilësore ◼ Trajtimi i çështjes së përkrahjes së gjuhëve të larta programuese dhe përdorimi i teknologjisë VLSI ◼ Problemet në krahasim: ◼ Nuk ka procesorë RISC dhe CISC që përputhen në çmimin e mirëmbajtjes, nivelin e teknologjisë, kompleksitetin e portave logjike, sofistikimin e kompajlerit, përkrahjen nga sistemi operativ, etj. ◼ Nuk ekziston një bashkësi definitive e programeve për testim ◼ E vështirë të ndahen efektet e harduerit prej efekteve të softuerit ◼ Shumica e krahasimeve nuk bëhen me programe reale ◼ Shumica e procesorëve modern RISC kanë një kombinim të karakteristikave RISC dhe CISC Një klasifikim i arkitekturave të procesorëve paralel (sipas Flynn) + Organizimi multiprocesorë (1) ◼ Single instruction, single data ◼ Multiple instruction, single (SISD) stream data (MISD) stream ◼ Një procesor i vetëm ◼ Një radhë e të dhënave bartet ekzekuton një rrjedhë të në një bashkësi të vetme të instruksionit për të procesorëve, ku secili prej operuar mbi të dhëna të tyre ekzekuton një radhë të ruajtura në një memorie ndryshme të instruksioneve ◼ Sistemet me një procesor ◼ Nuk është implementuar bëjnë pjesë në këtë kategori komercialisht ◼ Single instruction, multiple ◼ Multiple instruction, multiple data (SIMD) stream data (MIMD) stream ◼ Një instruksion i vetëm ◼ Një bashkësi e procesorëve të kontrollon ekzekutimin e ndryshëm ekzekutojnë njëkohshëm njëkohshëm të një numri të radhë të ndryshme të instruksioneve në bashkësi të elementëve përpunues ndryshme me të dhëna ◼ Procesorët që merren me ◼ Multiprocesorët simetrik (symetric përpunimin e vektorëve dhe multiprocessors - SMP), klasterët vargjeve me shumë (grupe të mëdha të procesorëve) dimensione bëjnë pjesë në dhe sistemet me qasje jouniforme këtë kategori në memorie (nonuniform memory access – NUMA) bëjnë pjesë në këtë kategori Organizimi multiprocesorë (2) Multiprocesorët simetrik (SMP) Një sistem kompjuterik në vete me këto karakteristika: Këta procesorë e shfrytëzojnë Sistemi memorien e Të gjithë kontrollohet nga njëjtë DRAM dhe procesorët kanë një sistem pajisjet për H/D qasje në pajisjet Të gjithë operativ i dhe janë të lidhur për H/D, procesorët integruar që Janë dy ose më me një bus ose përmes mund të kryejnë ofron ndërveprim shumë skemë kanaleve të funksionet e në mes të procesorë me ndërlidhëse të njëjta ose njëjta (prej procesorëve dhe aftësi të brendshme, ashtu programeve të kanaleve të kësaj rrjedhë krahasueshme që koha e qasjes tyre në nivel të ndryshme që emërtimi në memorie ofrojnë rrugë simetrik) punës, detyrës, është për në pajisjen fajllit dhe përafërsisht e e njëjtë elementëve të të njëjtë për secilin dhënave procesor Multiprogramimi dhe multiprocesimi Një multiprocesorë me procesorë të lidhur ngushtë Organizimi multiprocesorë simetrik + Organizimi përmes busit ka disa karakteristika interesante ◼ Thjeshtësia ◼ Kjo është qasja më e thjeshtë për organizimin multiprocesorë ◼ Fleksibiliteti ◼ Në përgjithësi është e lehtë për të zgjeruar sistemin duke shtuar më shumë procesorë në bus ◼ Besueshmëria ◼ Busi është thelbësisht një medium pasiv dhe dështimi i ndonjërës prej pajisjeve të lidhura nuk duhet të shkaktojë dështimin e tërë sistemit + Mangësitë e organizimit bus ◼ Mangësia kryesore e organizimit përmes busit është performanca ◼ Të gjitha referencat në memorie kalojnë përmes busit të njëjtë ◼ Shpejtësia e busit e kufizon shpejtësinë e sistemit ◼ Secili procesor duhet të pajiset me një memorie kesh ◼ Zvogëlon shumë numrin e qasjeve në bus ◼ Dërgon kah problemet e koherencës së keshit ◼ Nëse një fjalë e përmbajtjes ndryshohet në ndonjërin prej keshëve, do të mund të bënte të pavlefshme atë fjalë në keshët tjerë ◼ Për të parandaluar këtë, procesorët tjerë duhet të lajmërohen që ka ndodhë një ndryshim ◼ Zakonisht trajtohet në harduer e jo nga sistemi operativ Organizime tjera të çipit të procesorit Organizime tjera multicore Organizimi multicore heterogjen (1) Trendi më i njohur I refererohet një çipi të është përdorimi i CPU- procesorit që përfshinë ve dhe GPU-ve më tepër se një lloj të (graphics processing bërthamës units) në çipin e njëjtë GPU-të karakterizohen GPU-të përdoren për me aftësinë për të programet që përkrahur mijëra përpunojnë sasi të threda të ekzekutimit mëdha të të dhënave paralel në vektorë dhe matrica Organizimi multicore heterogjen (2) Intel Core i7-990X