CISC және RISC процессорларының архитектурасы. CISC және RISC архитектураларының салыстырмалы талдауы. CISC және RISC процессорларының архитектурасы. Cisc жне risc процессорларыны архитектурасы cisc жне risc архитектураларыны салыстырмалы талдауы
 Скачать 291.5 Kb.
|
Еркін, ашық бастапқы ISA үшін стиль ретінде RISC қолдау дәлелдеріАХС ашық бастапқы қауымдастықпен қабылдануы үшін оның коммерциялық пайдаланудың сәтті тарихы болуы керек деп санаймыз. Бірінші сұрақ, мұндай оқиғаны ISA қандай стильде бейнелейді? Соңғы 30 жыл ішінде тарих бірде-бір табысты білмеді стексәулет ( Аудармашының ескертпесі: Java байт кодының және .NET CLI стек архитектурасының сәттілігі берілген тақ мәлімдеме). DSP (цифрлық сигналды өңдеу) қолданбаларының сегментін қоспағанда, VLIWСондай-ақ сәтсіздікке ұшырады: Multiflow іші жоғары көтерілді және Itanium, HP мен Intel салған миллиардтаған доллар инвестициясына қарамастан, мойындалмады. Ондаған жылдар бойы бірде-бір жаңа емес CISC ISA сәтсіздікке ұшырауда. Аман қалған CISC архитектуралары өздерінің күрделі нұсқауларын қарапайым ISA-ға аударады, бұл құнды мұра код базасын орындау үшін өте негізделген. Жаңа ISA, анықтамасы бойынша, мұндай базаға ие болмайды, сондықтан хабар таратуға қажетті қосымша аппараттық құралдар мен қуат тұтынуды негіздеу қиын: неге бірден қарапайым ISA қолданбасқа? RISC-Сеймуир Крейдің CDC 6600 дәуірінен бастап, жүктеу дүкені сияқты нұсқаулар жиынтығы кем дегенде 50 жыл болды. 80x86 компьютерлік соғыстарда жеңіске жеткенімен, RISC компьютерден кейінгі дәуірдегі планшеттер мен телефондарда үстемдік етеді. 2013 жылы 0,3 миллиард x86-дан 10 миллиардтан астам ARM сатылды. 1980 жылы айтқанымызды қайталай отырып 4, біз RISC тегін және ашық бастапқы ISA үшін ең жақсы таңдау деп санаймыз. Сонымен қатар, жаңа RISC ISA, егер оны әзірлеу кезінде олардың қателері ескерілсе, оның алдындағыларға қарағанда жақсы болуы мүмкін: Ерекшеліктер тым көп: Alpha ISA бірінші нұсқасында байттар мен жартылай сөздер үшін жүктеу/сақтау пәрмендерінің болмауы және MIPS I жүйесінде өзгермелі нүкте сандары үшін жүктеу/сақтау болмауы. Оның ішінде артық: ARM нұсқауларындағы және SPARC регистр терезелеріндегі кірістірілген жылжу. Микроархитектуралық бөлшектердің ISA-ға әсері: MIPS және SPARC-те кейінге қалдырылған секірулер, Альфа-дағы өзгермелі нүкте сандары үшін тұзақ кедергілері. Ендірілген нарықтың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін RISC және тіпті код өлшемі мәселесінің шешімін ұсынды: ARM Thumb және MIPS16 кодты 80x86 өлшемінен де қысқа етіп сақтау үшін 16 биттік пішімдерді қосты. Осылайша, жақсы RISC ISA жалпы қандай болуы керектігі туралы жалпы қабылданған келісім бар. Бар тегін ашық бастапқы коды RISC ISA пайдалану аргументтеріҚазірдің өзінде үш тегін және ашық бастапқы RISC ISA 5 бар: SPARC V8 - Sun Microsystems несиесі үшін ол 1994 жылы SPARC V8 IEEE стандартын жасады. OpenRISC 2000 жылы басталған GNU лицензиясы бар ашық бастапқы жоба, 2011 жылы аяқталған 64 биттік ISA. RISC-V - 2010 жылы, ішінара оның IP-дегі ARM шектеулеріне және 64-биттік режимдердің болмауына, сондай-ақ ARM v7 жалпы гротескіне байланысты біз және студенттеріміз Эндрю Уотерман және Юнсуп Ли RISC-V 6 әзірледік. («RISC-5» деп айтылады) біздің зерттеу және оқыту қажеттіліктеріміз үшін және оны BSD лицензиясы бойынша шығарды. Барлық бөлшектерді жылтырату үшін әдетте жылдар қажет болғандықтан - OpenRISC пісіп-жетілуі үшін 11 жыл, ал RISC-V 4 жыл қажет болды - комитетті құрып, нөлден бастағанша, бар ISA-дан бастаған дұрысырақ болар еді. Барлық RISC ұқсас, сондықтан олардың кез келгені жақсы үміткер болуы мүмкін. ISA ондаған жылдар бойы өмір сүре алатындықтан, басымдықтарды анықтау процесін жеңілдету үшін қандай мүмкіндіктер маңызды болуы мүмкін екенін түсіну үшін алдымен болашақ ақпараттық технологиялар ландшафтын экстраполяциялау және сипаттау қажет. Сірә, үш платформа басым болады: IoT – IP мекенжайлары және Интернетке кіру мүмкіндігі бар миллиардтаған арзан құрылғылар; 2) заманауи телефондар мен планшеттер сияқты жеке мобильді құрылғылар; 3) деректер орталықтары (қойма масштабындағы компьютерлер, WSC). Платформаның әр түрі үшін әртүрлі ISA болуы мүмкін, бірақ ол барлық жерде бірдей болса, өмір оңайырақ болады. Болашақтың бұл көрінісі оған төрт негізгі талапты ұсынады. 1. «Негізгі ISA плюс кеңейтімдер» пішімі 7. Тиімділікті арттыру және шығындарды азайту үшін SoC жүйелері өздерінің қолданбалы үдеткіштерін қосады. Бұл үшін, сондай-ақ тұрақты кодтық базаны қолдау үшін, еркін ашық ISA-да мыналар болуы керек: а) компиляторларға және ОЖ-ға белгілі нұсқаулардың шағын өзегі, б) бейімдеуге арналған жиі жеке сценарийлер үшін стандартты, бірақ қосымша кеңейтімдер. Белгілі бір қолданбаға SoC, в) үдеткіштердің жұмысына арналған нұсқаулықтардың мүлдем жаңа кодтары үшін орын. 2. Командаларды ықшам кодтау. IoT қолданбалары бағасының пайдаланылатын жад көлеміне сезімталдығына байланысты азырақ код қажет. 3. Қос және бір дәлдікке қосымша жылжымалы нүкте сандары бойынша төрт есе дәлдік (QP) есептеулері. Деректер орталықтарында жұмыс істейтін кейбір қолданбалар бүгінде деректердің үлкен көлемін өңдейді, олар қазірдің өзінде QP үшін бағдарламалық құрал кітапханаларын пайдаланып жатыр. 4. 32 және 64 разрядтарға қосымша 128 биттік адрестеу. IoT құрылғыларының жады шектеулері 32-биттік адрестеу ұзақ уақыт бойы өзекті болып қала беретінін білдіреді. 64-биттік мекенжайлар барлық үлкен жүйелер үшін іс жүзінде стандарт болып табылады. WSC өнеркәсібі 2128 байттың барлығын талап етпесе де, SSD жадын шешу үшін онжылдықта 2 64 (16 экзабайт) асатын сандар қажет болады. Мекенжай кеңістігінің шектеулі өлшемі түзетуге қиын болатын ISA қателерінің бірі болып табылады 8, қазір үлкен мекенжайларды жоспарлаған дұрыс. Төмендегі кестеде осы төрт шарт бойынша үш тегін ашық бастапқы ISA туралы ақпаратты, сондай-ақ компилятор мен портталған ОЖ қолдауын жинақтайды. |