Процессоры фирмы Intel (разрядность, тактовая частота, адресное пространство, число элементов, модели процессоров). Реализация принципа адресации памяти с помощью дескрипторных регистров.
Характеристики процессоров
Первоначально основной характеристикой процессора была его тактовая частота, то есть количество машинных циклов, выполняемых процессором за секунду. Таким образом, производительность процессора напрямую зависит от тактовой частоты его работы.
Все предыдущие поколения микропроцессоров фирмы Intel маркировались в соответствии с тактовой частотой их работы. Например, маркировка Pentium 4 2,8 ГГц означала, что процессор был разработан фирмой Intel, отн приближаться к своему предельному значению, при котором транзисторы, находящиеся внутри микропроцессора, не успевают переключаться, и, как следствие, процессор работает со сбоями, что снижает его производительность.
С увеличением производительности процессоров на передний план выходят такие характеристики, как объём кэша, частота шины, а также ряд других параметров. Они в меньшей степени, чем тактовая частота, влияют на производительность, однако при постоянном значении тактовой частоты способны увеличить производительность микропроцессора.
В связи с тем, что эти параметры могут быть различными для процессоров одинаковой частоты, возникла необходимость в новой маркировке, которая отражала бы свойства каждого из процессоров наиболее полно.
24. Закон Амдала
Можно ли утверждать, что в ВМ из n-ЦП будет ускорение работать в n-раз? Оказывается, не будет.
Джин Амдал сформулировал закон в 1967 году, обнаружив простое по существу, но непреодолимое по содержанию ограничение на рост производительности при распараллеливании вычислений: «В случае, когда задача разделяется на несколько частей, суммарное время ее выполнения на параллельной системе не может быть меньше времени выполнения самого длинного фрагмента». Согласно этому закону, ускорение выполнения программы за счет распараллеливания её инструкций на множестве вычислителей ограничено временем, необходимым для выполнения её последовательных инструкций.
Амдал в 1967 году показал, что можно использовать max n=10 и при последующих увеличениях количества ЦП, ускорения не произойдет. Дело в том, что в любой программе будут 2 участка:
последовательный участок, команды которого выполняются одним ЦП
параллельный участок, команды которого могут выполняться несколькими ЦП
Он вывел формулу, отражающую показатель ускорения:
S=
Ts – время, затрачиваемое на программу одним ЦП
Tp – время для решения той же задачи на параллельной ВС (несколько ЦП)
f - доля команд, выполняемая последовательно
1-f - это доля команд, выполняемая параллельно
f*Ts - время выполнения последовательного участка программы
- время выполнения
параллельного участка одним ЦП
Tp = (f*Ts) + - время выполнения всей программы одним ЦП
S=
=
=
Если N велико, то limS= 1\f
Оказывается оптимальным ускорение будет тогда, когда f=0,1
Закон Амдала показывает, что прирост эффективности вычислений зависит от алгоритма задачи и ограничен сверху для любой задачи с f≠0 . Не для всякой задачи имеет смысл наращивание числа процессоров в вычислительной системе.
Более того, если учесть время, необходимое для передачи данных между узлами вычислительной системы, то зависимость времени вычислений от числа узлов будет иметь максимум. Это накладывает ограничение на масштабируемость вычислительной системы, то есть означает, что с определенного момента добавление новых узлов в систему будет увеличивать время расчёта задачи.