Реферат: Intel Pentium 4 3,06 ГГц с поддержкой технологии Hyper-Threading - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Intel Pentium 4 3,06 ГГц с поддержкой технологии Hyper-Threading

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 8749 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Министерство общего и профессионального образования РФ Камышинский технологический институт Филиал Волгоградского государственного технического университета Реферат по дисциплине : Организация ЭВМ Intel Pentium 4 3,06 ГГц с поддержкой технологии Hyper-Threading Выполнили : студент группы квт 003 Вершков А.С Камышин , 2002 План 1. Введение…………………………………………………………………………………………… 3 2. SMP и Hyper-Threading………………………………………………………………… ………… 4 3. Hyper-Threading: совместимость ………………………………………………………………… .6 4. Hyper-Threading: зачем она нужна……………………………………………………………… ..7 5. Заключение………………………………………………………………………………………… 9 - 10 - 1. Введение Казалось бы не так уж и давно вышел Pentium 4 2,8 ГГц , но компания Intel видимо нас только горда способностью своего нового процессорного ядра к постоянному “разгону” , что не дает нам покоя анонсами все новых и новых процессоров . Однако сегодняшний процессор отличается от предыдущей топовой модели не только на 200 с небольшим мегагерц — т о , о чем давно мечтали многие пользователи , наконец-то свершилось : технология эмуляции двух процессоров на одном процессорном ядре , ранее бывшая достоянием лишь сверхдорогих Xeon. Все последующие модели Pentium 4, начиная с рассматриваемого , будут обладать поддержкой технологии Hyper-Threading. Однако кто-то может вполне резонно поинтересоваться : «А зачем мне двухпроцессорная машина дома ? И действительно — зачем ? Именно это я и постарался объяснить ниже . Итак : Hyper-Threading — что это такое и зачем он мож е т быть нужен в обычных персональных компьютерах ? 2. SMP и Hyper-Threading Как работает классическая SMP(Symmetric Multi-Processor) - система с точки зрения обычной логики ? Не так уж велико количество пользователей , хорошо себе представляющих как работает SMP-система , и в каких случаях от использования двух процессоров вместо одного можно ожидать реально г о увеличения быстродействия , а в каких — нет . Итак , представим , что у нас есть , к примеру , два процессора вместо одного . Что это дает ? В общем-то ничего . Потому что в дополнение к этому нужна еще и операционная система , умеющая задействовать эти два проц ессора . Эта система должна быть по определению многозадачной (иначе никакого смысла в наличии двух CPU просто быть не может ), но кроме этого , ее ядро должно уметь распараллеливать вычисления на несколько CPU. Классическим примером многозадачной ОС , котора я этого делать не умеет , являются все ОС от Microsoft, называемые обычно для краткости “ Windows 9x” — 95, 95OSR2, 98, 98SE, Me. Они просто-напросто не могут определить наличие более чем одного процессора в системе . Поддержкой SMP обладают ОС этого же произ водителя , построенные на ядре NT: Windows NT 4, Windows 2000, Windows XP. Также этой поддержкой обладают все ОС , основанные на идеологии Unix — всевозможные Free- Net- BSD, коммерческие Unix (такие как Solaris, HP-UX, AIX), и многочисленные разновидности L inux. Если же два процессора все же определились системой , то дальнейший механизм их задействования в общем довольно прост . Если в данный момент времени исполняется одно приложение — то все ресурсы одного процессора будут отданы ему , второй же будет прост о простаивать . Если приложений стало два — второе будет отдано на исполнение второму CPU, так что по идее скорость выполнения первого не должна уменьшиться . Однако на самом деле все сложнее. Исполняемое пользовательское приложение может быть запущено всего одно , но количество процессов (т . е . фрагментов машинного кода , предназначенных для выполнения некой задачи ) в многозадачной ОС всегда намного больше . Поэтому на самом деле второй CPU способен немного “помочь” даже одиночной задаче , взяв на себя обслужив а ние процессов , порожденных операционной системой . Кроме того , даже одно приложение может порождать потоки (threads), которые при наличии нескольких CPU могут исполняться на них по отдельности . Так , например , поступают почти все программы рендеринга — они специально писались с учетом возможности работы на многопроцессорных системах . Поэтому в случае использования потоков выигрыш от SMP иногда довольно вес о м даже в “однозадачной” ситуации . По сути , поток отличается от процесса только двумя вещами — он во-пе рвых никогда не порождается пользователем (процесс может запустить как система , так и человек , в последнем случае процесс = приложение ; появление потока инициируется исключительно запущенным процессом ), и во-вторых — поток выгружается вместе с родительски м процессом независимо от своего желания. Также не стоит забывать , что в классической SMP-системе оба процессора работают каждый со своим кэшем и набором регистров , но память у них общая . Поэтому если две задачи одновременно работают с ОЗУ , мешать они друг другу будут все равно , даже если CPU у каждой свой. Ну и наконец последнее : в реальности пользователь имеет дело не с одним , не с двумя , и даже не с тремя процессами . На приведенном коллаже (это действительно коллаж , потому что со скриншота Task Manager бы ли удалены все пользовательские процессы , т . е . приложения , запускаемые “для работы” ) хорошо видно , что “голая” Windows XP, сама по себе , не запустив еще ни одного приложения , уже породила 12 процессов , причем многие из них к тому же еще и многопоточные , и общее количество потоков достигает двухсот восьми штук ! Поэтому рассчитывать на то , что удастся прийти к схеме “по собственному CPU на каждую зада чу” совершенно не приходится , и переключаться между фрагментами кода процессоры будут все равно — и физические , и виртуальные . Впрочем , на самом деле все не так грустно — при грамотно написанном коде ничего в данный момент не делающий процесс (или поток ) п роцессорного времени практически не занимает (это тоже видно на коллаже ). Теперь , разобравшись с «физической» многопроцессорностью , перейдем к Hyper-Threading. Фактически — это тоже многопроцессорность , только виртуальная . Ибо процессор Pentium 4 на само м деле один . А процессоров ОС видит — два . Как это ? Классическому “одноядерному” процессору добавили еще один блок AS — IA-32 Architectural State. Architectural State содержит состояние регистров (общего назначения , управляющих , APIC, служебных ). Фактически , AS#1 плюс единственное физическое ядро (блоки предсказания ветвлений , ALU, FPU, SIMD-блоки и пр .) представляет из себя один логический процесс о р (LP1), а AS#2 плюс все то же физическое ядро — второй логический процессор (LP2). У каждого LP есть свой собственный контроллер прерываний (APIC — Advanced Programmable Interrupt Controller) и набор регистров . Для корректного использования регистров дву м я LP существует специальная таблица — RAT (Register Alias Table), согласно данным в которой можно установить соответствие между регистрами общего назначения физического CPU. RAT у каждого LP своя . В результате получается схема , при которой на одном и том ж е ядре могут свободно выполняться два независимых фрагмента кода т . е . де-факто — многопроцессорную систему ! 3. Hyper - Threading : совместимость Кроме того , возвращаясь к вещам практическим и приземленным , хотелось бы затронуть еще один немаловажный аспе кт : не все ОС , даже поддерживающие многопроцессорность , могут работать с таким CPU как с двумя . Связано это с таким “тонким” моментом , как изначальное определение количества процессоров при инициализации операционной системы . Intel прямо заявляет , что ОС б ез поддержки ACPI второй логический процессор увидеть не смогут . Кроме того , BIOS системной платы также должен уметь определять наличие процессора с поддержкой Hyper-Threading. Фактически , применительно , к примеру , к Windows, это означает , что оказывается неприемлемой не только линейка Windows 9x, но и Windows NT — последняя ввиду отсутствия поддержки ACPI не сможет работать с одним новым Pentium 4 как с двумя . Несмотря на заблокированную возможность работы с двумя физическими процессорами , с двумя логичес кими , получаемыми с помощью Hyper - Threading , сможет работать Windows XP Home Edition . А Windows XP Professional, к стати , несмотря на ограничение количества физических процессоров до двух , при двух установленных CPU с поддержкой Hyper-Threading честно “видит” четыре. К сожалению новые CPU с частотой более 3 ГГц могут потребовать замены системной платы. Даже при номинал ьном сохранении все того же процессорного разъема Socket 478 Intel не удалось оставить в неприкосновенности потребляемую мощность и тепловыделение новых процессоров . Увеличение потребления по току связано не только с ростом частоты , но и с тем , что из-за о жидаемого использования “виртуальной многопроцессорности” нагрузка на ядро в среднем вырастет , следовательно , возрастет и средняя потребляемая мощность . “Старые” системные платы в некоторых случаях могут быть совместимы с новыми CPU — но только если делали сь “с запасом” . Грубо говоря , те производители , которые делали свои платы в соответствии с рекомендациями самой Intel относительно потребляемой Pentium 4 мощности , оказались в проигрыше по отношению к тем , кто немного перестраховался.Но и это еще не все . К роме ОС , BIOS и электроники платы , с технологией Hyper-Threading должен быть совместим еще и чипсет . Поэтому счастливыми обладателями двух процессоров по цене одного смогут стать только те , чья системная плата основана на одном из новых чипсетов с поддержк ой 533 МГц FSB: i850E, i845E, i845PE/GE. 4. Hyper-Threading: зачем она нужна Компания Intel , если внимательно посмотреть , никогда не отличалась абсолютным совершенством своих продуктов , более того — вариации на те же темы от других производителей подчас получались гораздо более интересными и концептуально стройными . Однако , как оказалось , абсолютно все делать совершенным и не нужно — главное чтобы чип олицетворял собой какую-то идею , и идея эта приходилась очень вовремя и к месту . И еще — чтобы ее прост о не было у других . Так было с Pentium, когда Intel противопоставила весьма производительному в целочисленных операциях AMD Am5x86 мощный FPU. Так было с Pentium II, который получил широкую шину и быстрый кэш второго уровня , благодаря чему за ним так и не смогли угнаться все процессоры Socket 7. Так было и с Pentium 4, который противопоставил всем остальным наличие поддержки SSE2 и быстрый рост частоты — и тоже де-факто выиграл . Сейчас Intel предлагает Hyper - Threading . Я думаю , что стоит задуматься — почем у производитель , известный грамотностью своих инженеров (ни слова про маркетологов ) и громадными суммами , которые он тратит на исследования , предлагает эту технологию . Объявить Hyper-Threading “очередной маркетинговой штучкой” , конечно , проще простого . Од нако не стоит забывать , что это технология , она требует исследований , денег на разработку , времени , сил . Не проще ли было нанять за меньшую сумму еще одну сотню PR-менеджеров или сделать еще десяток красивых рекламных роликов ? Видимо , не проще . А значит , “ что-то в этом есть” . Следует попытаться понять даже не то , что получилось в результате , а то , чем руководствовались разработчики IAG (Intel Architecture Group), когда принимали решение — разрабатывать “эту интересную мысль” дальше , или отложить на потом . Как ни странно , для того чтобы понять как функционирует Hyper-Threading, вполне достаточно понимать как работает любая многозадачная операционная система . И действительно — ведь исполняет же каким-то образом один процессор сразу десятки задач ? Этот “секрет ” всем уже давно известен — на самом деле , конечно одновременно все равно выполняется только одна (на однопроцессорной системе ) задача , просто переключение между кусками кода разных задач выполняется настолько быстро , что создается иллюзия одновременной р а боты большого количества приложений . По сути , Hyper-Threading предлагает то же самое , но реализована аппаратно , внутри самого CPU. Есть некоторое количество различных исполняющих блоков (ALU, MMU, FPU, SIMD), и есть два “одновременно” исполняемых фрагмент а кода . Специальный блок отслеживает , какие команды из каждого фрагмента необходимо выполнить в данный момент , после чего проверяет , загружены ли работой все исполняющие блоки процессора . Если один из них простаивает , и именно он может исполнить эту команд у — ему она и передается . Естественно , существует и механизм принудительного посыла команды на выполнение — в противном случае один процесс мог бы захватить весь процессор (все исполняющие блоки ) и исполнение второго участка кода (исполняемого на втором “в иртуальном CPU” ) было бы прервано . Данный механизм (пока ) не является интеллектуальным т . е . не способен оперировать различными приоритетами , а просто чередует команды из двух разных цепочек в порядке живой очереди . Если , конечно , не возникает ситуации , ко гда команды одной цепочки по исполняющим блокам нигде не конкурируют с командами другой . В этом случае получается действительно на 100% параллельное исполнение двух фрагментов кода . Самое очевидное следствие применения технологии Hyper-Threading — повышен ие коэффициента полезного действия процессора . Действительно — если одна из программ использует в основном целочисленную арифметику , а вторая — выполняет вычисления с плавающей точкой , то во время исполнения первой FPU просто ничего не делает , а во время и сполнения второй — наоборот , ничего не делает ALU. Казалось бы , на этом можно закончить. Однако это идеальный (с точки зрения применения Hyper-Threading) вариант . Следует рассмотреть и другой : обе программы задействуют одни и те же блоки процессора . Понятн о , что ускорить выполнение в данном случае довольно сложно — ибо физическое количество исполняющих блоков от “виртуализации” не изменилось . А вот не замедлится ли оно ? В случае с процессором без Hyper-Threading имеется просто “честное” поочередное выполне ние двух программ на одном ядре с арбитром в виде операционной системы , и общее время их работы определяется : временем выполнения кода программы № 1 временем выполнения кода программы № 2 временными издержками на переключение между фрагментами кода програ мм № 1 и № 2 В случае с Hyper - Threading схема становится немного другой : время выполнения программы № 1 на процессоре № 1 (виртуальном ) время выполнения программы № 2 на процессоре № 2 (виртуальном ) время на переключение одного физического ядра (как набора требуемых обеим программам исполняющих блоков ) между двумя эмулируемыми “виртуальными CPU” Остается признать , что и тут Intel поступает вполне логично : конкурируют между собой по быстродействию только пункты за номером три , и если в первом случае действие выполняется программно-аппаратно (ОС управляет переключением между потоками , задействуя для этого функции процессора ), то во втором случае имеется полностью аппаратное решение — процессор все делает сам . Теоретически , аппаратное решение всегда оказывается быстрее программного . Также одним из серьезнейших неприятных моментов является то , что Pentium 4 приходится иметь дело с классическим x86-кодом , в котором активно используется прямое адресование ячеек и даже целых массивов , находящихся за пределами проц ессора — в ОЗУ . Да и вообще большинство обрабатываемых данных чаще всего находится там . Поэтому делить между собой виртуальные CPU будут не только регистры , но и общую для обоих процессорную шину , минуя которую данные в CPU попасть просто не могут. Однако тут есть один тонкий момент : на сегодняшний день “честные” двухпроцессорные системы на Pentium III и Xeon находятся в точно такой же ситуации ! Потому что шина AGTL+, доставшаяся в наследство всем сегодняшним процессорам Intel от знаменитого Pentium Pro ( в дальнейшем ее лишь подвергали модификациям , но идеологию практически не трогали ) — всего одна , сколько бы CPU ни было установлено в системе. Отойти от этой схемы на x86 попробовала только AMD со своим Athlon MP — у AMD 760MP/760MPX от каждого процессора к северному мосту чипсета идет отдельная шина . Впрочем , даже в таком варианте проблема отодвигается не очень далеко — так как шина памяти точно одна — причем вот в этом случае уже везде . Но и даже из этого в общем-то не очень приятного момента Hyper-Threa ding может помочь извлечь какую-то пользу . Дело в том , что по идее должен будет наблюдаться существенный прирост производительности не только в случае с несколькими задачами , использующими разные функциональные блоки процессора , но и в том случае , если за д ачи по-разному работают с данными , находящимися в ОЗУ . Если одно приложение что-то усиленно считает “внутри себя” , другое же — постоянно подкачивает данные из ОЗУ , то общее время выполнения их в случае использования Hyper-Threading по идее должно уменьшит ь ся даже если они используют одинаковые блоки исполнения инструкций — хотя бы потому , что команды на чтение данных из памяти смогут обрабатываться в то время , пока наше первое приложение будет что-то считать . 5. Заключение В очередной раз , к радости в сего прогрессивного человечества , Intel выпустила новый Pentium 4, производительность которого еще выше чем у предыдущего Pentium 4, и дело тут не только в лишних двухстах мегагерцах , а и в новой технологии под названием – Hyper - Threading Технология Hyper-Threading с теоретической точки зрения выглядит весьма неплохо и соответствует реалиям сегодняшнего дня . Уже довольно редко можно застать пользователя с одним сиротливо открытым окном на экране — всем хочется одновременно и музыку слушать , и по Int e rnet бродить , и диски с любимыми MP3 записывать , а может даже , и поиграть на этом фоне в какую-нибудь компьютерную игру . Hyper-Threading позволяет увеличить коэффициент полезного действия процессора в определенных ситуациях . В частности — в ситуациях , ког да одновременно исполняются разнородные по характеру приложения . Это конечно плюс , но он не является всеобъемлющим и глобальным . Потому что эффект от Hyper-Threading наблюдается исключительно в некоторых случаях . Понятно , что появление CPU, способного в д в а раза быстрее делать все то , что делалось ранее — это громадный прорыв . Однако Intel не стал инициировать начало новой эпохи перемен , просто добавив своему процессору возможность кое - что делать быстрее. Однако Hyper-Threading нельзя назвать “бумажной” тех нологией , так как при определенных комбинациях она дает вполне ощутимый эффект . Даже намного больший эффект , чем иногда наблюдается при сравнении , к примеру , двух платформ с одним процессором на разных чипсетах . Хотя эффект этот наблюдается не всегда , и с у щественно зависит от стиля работы пользователя с компьютером . Причем именно здесь проявляется то что : Hyper-Threading — это не SMP . “Классический SMP-стиль” , где пользователь рассчитывает на реакцию столь же классической “честной” многопроцессорной системы , здесь не даст желаемого результата . “Стиль Hyper-Threading” — это сочетание процессов “развлекательных” или “служебных” с процессами “рабочими” . Пользователь не получит существенного ускорения от CPU с поддержкой этой технологии в большинстве классическ их многопроцессорных задач , или если по привычке будет запускать только одно приложение в один момент времени . Но он скорее всего получит уменьшение времени исполнения многих фоновых задач , исполняемых в качестве “довеска” к обычной работе . Фактически , Int el просто еще раз напомнила всем нам , что операционные системы , в которых мы работаем — многозадачные . И предложила способ ускорения — но не столько одного какого-то процесса самого по себе , сколько комплекса выполняемых одновременно приложений . Это интере сный и достаточно востребованный подход .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Колдунья, ну очень уж страшненькой девушке.
- Может ну его приворот, давай лучше я пристрою тебя поварихой на мужской зоне.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Intel Pentium 4 3,06 ГГц с поддержкой технологии Hyper-Threading", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru