Page 78 - 6111

Збільшення обсягу кеш-пам’яті на кристалі дає приріст
продуктивності, але після досягнення деякого об’єму цей приріст
істотно сповільнюється. Тому доцільно використовувати ресурс
транзисторів кристала для побудови додаткової сукупності
функціональних пристроїв. Основна перешкода тут - організація
завантаження цих пристроїв корисною роботою. Для виявлення
команд, які можна одночасно завантажити в різні пристрої
процесора, в суперскалярних процесорах використовується
динамічний аналіз програмного коду на стадії виконання, а в
процесорах з довгим командним словом - статичний аналіз на стадії
компіляції. Однак в мікропроцесорах з такими архитектурами є
фактори, що обмежують паралелізм рівня команд.
Подальше підвищення продуктивності мікропроцесорів
зв’язується зараз зі статичним і динамічним аналізом коду з метою
виявлення паралелізму рівня програмних сегментів з
використанням інформації про сегменти, що надається процесору
компілятором мови високого рівня. Дослідження в даному
напрямку привели до розробки багатопотокової архітектури, що
використовує сукупність реєстрових файлів в процесорі.
Перемикання процесора на інший регістровий файл виконується
або по настанню деякого події, що викликає призупинення
процесора (промах в кеш-пам’ять, звернення до оперативної
пам’яті, настання переривання), або примусово, наприклад, в
кожному такті як у системі Tera MTA.
Із зростанням кількості транзисторів на кристалі стала можлива
побудова мікросхем, в яких мікропроцесор разом з пам’яттю на
кристалі виступає в ролі однієї з складових елементів “систем на
кристалі” (SOC - System On Chip). У кристал інтегруються функції,
для виконання яких зазвичай використовуються набори мікросхем.
У кристал інтегруються інтерфейси мережевих і
телекомунікаційних систем, що дозволяє без додаткових адаптерів
з’єднувати мікропроцесори один з одним і з різними мережами.
Інтеграція комунікаційних інтерфейсів в кристал мікропроцесора
була вперше зроблена ще в трансп’ютерах. Орієнтація розробників
на створення систем з розподіленою пам’яттю привела до інтеграції
в кристал блоку управління когерентністю багаторівневою
пам’яттю, доступ до блоків в якій виконується через інтегроване в
той же кристал комунікаційне середовище. Як приклади цього
підходу можна назвати мікропроцесори Alpha 21364 і Power 4.
Інтеграція функцій, з одного боку, дозволяє істотно збільшити
пропускну здатність між компонентами кристала в порівнянні з
пропускною здатністю між різними кристалами, що реалізовують
окремо кожну функцію. І, як наслідок, підняти продуктивність
77