SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK
|
|
|
- Katalin Horváth
- 6 évvel ezelőtt
- Látták:
Átírás
1 SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK Soron kívüli utasítás-végrehajtás Horváth Gábor, Belső Zoltán BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék Budapest,
2 KÜLÖNBÖZŐ KÉSLELTETÉSŰ MŰVELETEK Láttuk, hogy a lebegőpontos műveletek késleltetése nagyobb 2
3 KÜLÖNBÖZŐ KÉSLELTETÉSŰ MŰVELETEK C kód: Elemi utasítások: for (i=0; i<n; i++) Z[i]=A*X[i]; A: D0 X[i]: MEM[R1] Z[i]: MEM[R2] Utasítások ütemezése: (szorzás: 5 órajel, egész és memóriaművelet: 1 órajel) Utasítások: IF ID EX MEM WB IF ID A* IF F* M0 M1 M2 M3 M4 MEM WB ID A* A* A* A* EX MEM WB IF F* F* F* F* ID EX MEM WB IF ID EX MEM 14. WB 3
4 OPTIMALIZÁLÁS Optimalizáljuk a programot a sorok átrendezésével! Eredeti utasítássorozat: Optimalizált utasítássorozat: Utasítások: IF ID EX MEM WB IF ID A* IF F* M0 M1 M2 M3 M4 MEM WB ID EX MEM WB IF ID A* A* A* EX MEM WB IF F* F* F* ID EX MEM WB 4
5 OPTIMALIZÁLÁS Utasítások átrendezésével gyorsabb lett a program Problémák: Kihasználása a programozón / fordítón múlik Minden pipeline struktúrára máshogy kell Kívánatos megoldás: Csinálja a CPU, röptében! Rendezze át az utasításokat kénye-kedve szerint Úgy, hogy gyorsabb legyen Úgy, hogy a szemantika ne változzon Soron kívüli (out-of-order) utasítás-végrehajtás Megvalósítás: Nem is túl bonyolult Régóta alkalmazott elv Első: Scoreboard 1964 Fejlettebb: Tomasulo 1967 Mind a mai napig használják (pl. Intel Core i7) 5
6 Soron kívüli utasítás-végrehajtás 6
7 A KEZDETEK... Első out-of-order processzor: 1964: CDC 6600 Tervező: Seymour Cray Tulajdonságok: 16 műveleti egység 10 MHz órajel > tranzisztor 5 tonna Huzalozott vezérlés 5 éven át a leggyorsabb a világon 7
8 CDC-6600 Freon alapú hűtés minden szekrényben: Duál vektorgrafikus megjelenítő: 8
9 CRAY VS. IBM Thomas Watson (IBM): Múlt héten megjelent a CDC Annál a cégnél összesen 34-en dolgoznak a portással együtt. Közülük csak 14 mérnök és csak 4 programozó. Nem értem, hogy a mi hatalmas fejlesztési ráfordításaink mellett hogy veszthettük el a vezető pozíciónkat, hogy hagyhattuk, hogy más építse meg a világ leggyorsabb számítógépét. 9
10 CRAY VS. IBM Seymour Cray (CD) Úgy tűnik, Mr. Watson már meg is válaszolta a kérdését 10
11 SORONKÍVÜLI VÉGREHAJTÁS HOZZÁVALÓI Több utasítást is le kell hívnunk, melyek közül válogatunk Ezeket tárolni kell valahol: utasítástároló Egy eljárás, ami eldönti az utasítások végrehajtási sorrendjét dinamikus ütemező Egy jó ötlet, amivel az utasítások közötti függőségek csökkenthetők regiszterátnevezés Egy trükk, hogy a külvilág sorrendi végrehajtást lásson sorrend-visszaállító buffer 11
12 SORONKÍVÜLI VÉGREHAJTÁS HOZZÁVALÓI Több utasítást is le kell hívnunk, melyek közül válogatunk Ezeket tárolni kell valahol: utasítástároló Egy eljárás, ami eldönti az utasítások végrehajtási sorrendjét dinamikus ütemező Egy jó ötlet, amivel az utasítások közötti függőségek csökkenthetők regiszterátnevezés Egy trükk, hogy a külvilág sorrendi végrehajtást lásson sorrend-visszaállító buffer 12
13 UTASÍTÁSTÁROLÓ Utasítások lehívása (IF) sorrendben Utasítások végrehajtása (EX) soron kívül az utasítástároló csak az ID fázisban lehet! 13
14 UTASÍTÁSTÁROLÓ Az utasítástároló két részre vágja a futószalagot: Front-end: sorrendi belépés Back-end: soron kívül belépés 14
15 UTASÍTÁSTÁROLÓ ID ketté bomlik (nem egységes elnevezések!): ID1: Dispatch (DS) dekódolás, tárolóba tétel ID2: Issue (IS) operandusok összevadászása, műveleti egységhez rendelés 15
16 UTASÍTÁSTÁROLÓ Alternatív nevek: Reservation Station, Instruction Window, stb. Felépítés lehet: elosztott (műveleti egységenként külön) centralizált (minden műveleti egységre közös) CPU Utasítás tároló típusa mérete IBM PowerPC4 Elosztott 31 Intel Pentium III Centralizált 20 Intel Pentium 4 Hibrid (1 mem. Műv, 1 többi) 126 (72/54) Intel Core Centralizált 32 AMD K6 Centralizált 72 AMD Opteron Elosztott 60 16
17 SORONKÍVÜLI VÉGREHAJTÁS HOZZÁVALÓI Több utasítást is le kell hívnunk, melyek közül válogatunk. Ezeket tárolni kell valahol: utasítástároló Egy eljárás, ami eldönti az utasítások végrehajtási sorrendjét dinamikus ütemező Egy jó ötlet, amivel az utasítások közötti függőségek csökkenthetők regiszterátnevezés Egy trükk, hogy a külvilág sorrendi végrehajtást lásson sorrend-visszaállító buffer 17
18 SORONKÍVÜLI VÉGREHAJTÁS HOZZÁVALÓI Több utasítást is le kell hívnunk, melyek közül válogatunk. Ezeket tárolni kell valahol: utasítástároló Egy eljárás, ami eldönti az utasítások végrehajtási sorrendjét dinamikus ütemező Egy jó ötlet, amivel az utasítások közötti függőségek csökkenthetők regiszterátnevezés Egy trükk, hogy a külvilág sorrendi végrehajtást lásson sorrend-visszaállító buffer 18
19 DINAMIKUS UTASÍTÁS-ÜTEMEZÉS Utasítások végrehajtási sorrendje: Adatáramlásos modell szerint! Az utasítássorozatból egy precedenciagráfot építünk Csomópontok: utasítások Élek: mely másik utasítást kell bevárni a végrehajtás előtt Egy utasítás végrehajtható, ha minden utasítás, amitől függ, lefutott. Ha egy utasítás végrehajtható, és van szabad egység, végrehajtjuk 19
20 PÉLDA 20
21 PÉLDA 21
22 PÉLDA 22
23 PÉLDA 23
24 PÉLDA 24
25 PÉLDA 25
26 PÉLDA 26
27 PÉLDA 27
28 PÉLDA 28
29 SORONKÍVÜLI VÉGREHAJTÁS HOZZÁVALÓI Több utasítást is le kell hívnunk, melyek közül válogatunk Ezeket tárolni kell valahol: utasítástároló Egy eljárás, ami eldönti az utasítások végrehajtási sorrendjét dinamikus ütemező Egy jó ötlet, amivel az utasítások közötti függőségek csökkenthetők regiszterátnevezés Egy trükk, hogy a külvilág sorrendi végrehajtást lásson sorrend-visszaállító buffer 29
30 SORONKÍVÜLI VÉGREHAJTÁS HOZZÁVALÓI Több utasítást is le kell hívnunk, melyek közül válogatunk Ezeket tárolni kell valahol: utasítástároló Egy eljárás, ami eldönti az utasítások végrehajtási sorrendjét dinamikus ütemező Egy jó ötlet, amivel az utasítások közötti függőségek csökkenthetők regiszterátnevezés Egy trükk, hogy a külvilág sorrendi végrehajtást lásson sorrend-visszaállító buffer 30
31 REGISZTERÁTNEVEZÉS Cél: a függőségi gráf megritkítása Milyen függőségeket ismerünk: RAW: Valódi függőség, nem feloldható WAR:... WAW:... D3 MEM[R1] Meglepetés: a WAR és WAW függőségek feloldhatók! Álfüggőségek 31
32 REGISZTERÁTNEVEZÉS Miért ír a programozó ilyen kódot? WAR:... WAW:... D3 MEM[R1] Újra felhasználja a regisztereket, mert nincs elég! Tegyünk a processzorba nagyon sok regisztert Fizikai regiszterek De a programozó ezt nem látja Logikai/architekturális regiszterekkel dolgozik A CPU a beolvasott programot röptében átírja Regiszterátnevezés 32
33 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T3 R2 T46 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U17 D3 U4 33
34 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T3 R2 T46 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U25 D3 U4 34
35 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T3 R2 T46 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U25 D3 U4 35
36 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T3 R2 T46 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U25 D3 U26 36
37 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T3 R2 T46 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U25 D3 U26 37
38 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T3 R2 T46 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U25 D3 U26 38
39 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T47 R2 T46 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U25 D3 U26 39
40 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T47 R2 T46 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U25 D3 U26 40
41 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T47 R2 T48 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U25 D3 U26 41
42 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T47 R2 T48 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U25 D3 U26 42
43 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T47 R2 T48 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U27 D3 U26 43
44 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T47 R2 T48 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U27 D3 U26 44
45 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T47 R2 T48 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U27 D3 U28 45
46 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T47 R2 T48 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U27 D3 U28 46
47 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T47 R2 T48 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U27 D3 U28 47
48 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T49 R2 T48 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U27 D3 U28 48
49 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T T50 T Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T49 R2 T48 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U27 D3 U28 49
50 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eszköz: Regiszter leképző tábla i. bejegyzése: az i. logikai regiszter melyik fizikaihoz van rendelve Eljárás: Az utasítás operandusait fizikai regiszterekre cseréli Az eredményt mindig egy új, nem használt fizikai regiszterbe teszi Frissíti a regiszter leképző táblát Regiszter leképző tábla: Eredeti: Átnevezés után: U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T T50 T Logikai reg. Fizikai reg. R0 T21 R1 T49 R2 T50 R3 T8 D0 U9 D1 U24 D2 U27 D3 U28 50
51 REGISZTERÁTNEVEZÉS Eredmény: Eltűnt minden WAW és WAR!...hiszen az eredményt mindig tiszta regiszterbe tettük A precedenciagráf: Regiszterátnevezés előtt: Regiszterátnevezés után: 51
52 PÉLDA U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T T50 T
53 PÉLDA U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T T50 T
54 PÉLDA U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T T50 T
55 PÉLDA U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T T50 T
56 PÉLDA U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T T50 T
57 PÉLDA U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T T50 T
58 PÉLDA U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T T50 T
59 PÉLDA U25 MEM[T3] U26 U25 * U9 MEM[T46] U26 T47 T3 + 8 T48 T U27 MEM[T47] U28 U27 * U9 MEM[T48] U28 T49 T T50 T
60 REGISZTERÁTNEVEZÉS Konklúzió: Hatásos! Minél nagyobb az utasítástároló, annál inkább 60
61 SORONKÍVÜLI VÉGREHAJTÁS HOZZÁVALÓI Több utasítást is le kell hívnunk, melyek közül válogatunk Ezeket tárolni kell valahol: utasítástároló Egy eljárás, ami eldönti az utasítások végrehajtási sorrendjét dinamikus ütemező Egy jó ötlet, amivel az utasítások közötti függőségek csökkenthetők regiszterátnevezés Egy trükk, hogy a külvilág sorrendi végrehajtást lásson sorrend-visszaállító buffer 61
62 SORONKÍVÜLI VÉGREHAJTÁS HOZZÁVALÓI Több utasítást is le kell hívnunk, melyek közül válogatunk Ezeket tárolni kell valahol: utasítástároló Egy eljárás, ami eldönti az utasítások végrehajtási sorrendjét dinamikus ütemező Egy jó ötlet, amivel az utasítások közötti függőségek csökkenthetők regiszterátnevezés Egy trükk, hogy a külvilág sorrendi végrehajtást lásson sorrend-visszaállító buffer 62
63 SORREND-VISSZAÁLLÍTÓ BUFFER Soron kívüli végrehajtás nemkívánatos mellékhatása: Regiszterek/memória nem a program sorrendjében változnak A memóriát több szerepélő is használhatja Más processzorok, perifériák, stb. Nem biztos, hogy erre fel vannak készülve! Megoldás: sorrend-visszaállító buffer (ROB) Utasítás belépésekor kap egy bejegyzést Ha a végrehajtás kész, beíródik, hogy Mi az eredménye Melyik regiszterbe / memóriacímre szánja az eredményt Akkor érvényesülnek a változások, ha minden korábbi utasításé már érvényesült! 63
64 PÉLDA Utasítás: U25 MEM[T3] Kész? Eredm. Hova? U25 64
65 PÉLDA Utasítás: Kész? Eredm. Hova? U25 MEM[T3] U25 U26 U25 * U9 U26 65
66 PÉLDA Utasítás: U25 MEM[T3] Kész? Eredm. Hova? <érték> U25 U26 U25 * U9 U26 MEM[T46] U26 MEM[T46] 66
67 PÉLDA Utasítás: U25 MEM[T3] Kész? Eredm. Hova? <érték> U25 U26 U25 * U9 U26 MEM[T46] U26 MEM[T46] T47 T3 + 8 T47 67
68 PÉLDA Utasítás: U25 MEM[T3] Kész? Eredm. Hova? <érték> U25 U26 U25 * U9 U26 MEM[T46] U26 MEM[T46] T47 T3 + 8 T47 T48 T T48 68
69 PÉLDA Utasítás: U25 MEM[T3] Kész? Eredm. Hova? <érték> U25 U26 U25 * U9 U26 MEM[T46] U26 MEM[T46] T47 T3 + 8 <érték> T47 T48 T T48 U27 MEM[T47] U27 Kiszámolta a T47 értékét, de nem írhatja be a regiszter tárolóba. Akinek kell, az innen kiveheti. 69
70 PÉLDA Utasítás: U25 MEM[T3] Kész? Eredm. Hova? <érték> U25 U26 U25 * U9 U26 MEM[T46] U26 MEM[T46] T47 T3 + 8 <érték> T47 T48 T <érték> T48 U27 MEM[T47] U27 U28 U27 * U9 U28 70
71 PÉLDA Utasítás: Kész? Eredm. Hova? U25 MEM[T3] <érték> U25 U26 U25 * U9 <érték> U26 MEM[T46] U26 MEM[T46] T47 T3 + 8 <érték> T47 T48 T <érték> T48 U27 MEM[T47] <érték> U27 U28 U27 * U9 U28 MEM[T48] U28 MEM[T48] 71
72 PÉLDA Utasítás: Kész? Eredm. Hova? U25 MEM[T3] <érték> U25 U26 U25 * U9 <érték> U26 MEM[T46] U26 <érték> MEM[T46] T47 T3 + 8 <érték> T47 T48 T <érték> T48 U27 MEM[T47] <érték> U27 U28 U27 * U9 U28 MEM[T48] U28 MEM[T48] T49 T T49 72
73 Az alapelveken túl... 73
74 AZ ALAPELVEKEN TÚL... Mit tegyünk elágazás esetén? Állítsuk meg az utasítások lehívását? Nem! Inkább találjuk ki, merre folytatódik a program! RAW egymásrahatások nem csak a regiszterek között lehetnek! Vannak memória egymásrahatások is Ezek is kezelést igényelnek 74
75 SPEKULATÍV VÉGREHAJTÁS Utasítás csere-berének korlátot szabnak az elágazások Alapeset: Két feltételes ugrás közé eső utasítások: basic block Utasítás csere-bere csak basic blokkon belül...hiszen ki tudja előre, hol folytatódik a program? Spekulatív végrehajtás: Megtippeljük a feltételes elágazások kimenetelét elágazásbecslés A tippelt ágról is töltünk be utasításokat...és csere-beréljük őket basic blokkok között is! Sokkal hatékonyabb Mert általában sok a feltételes ugrás Többlet adminisztációt igényel: Spekulatíve betöltött utasítások kapnak egy flag-et a ROB-ban Ha nem jön be a spekuláció (rossz elágazásbecslés): A ROB-ból minden tévedésből betöltött utasítást törölni kell 75
76 MEMÓRIA RAW EGYMÁSRAHATÁS Milyen is a sima RAW egymásrahatás? R1 R2 / R3 R4 R1 + R5 Nincs mit tenni, i2 meg kell, hogy várja i1-et Scoreboard és Tomasulo sem tudott jobbat Könnyen detektálható, kezelhető Milyen is a memória RAW egymásrahatás? R2 R1 + 4 D0 D1 / D2 MEM[R1+8] D0 D3 MEM[R2+4] i3 i4 ilyen! 76
77 MEMÓRIA RAW EGYMÁSRAHATÁS Milyen is a memória RAW egymásrahatás? R2 R1 + 4 D0 D1 / D2 MEM[R1+8] D0 D3 MEM[R2+4] Nem lehet előre detektálni! Egészen i3 és i4 cím számításáig nem derül ki, hogy RAW áll fent Miért számít? RAW egymásrahatás nélkül i3 és i4 felcserélhető Jó is lenne felcserélni, mert D0 csak sokára lesz kész Addig is haladnánk, ha közben i4-et feldolgoznánk RAW egymásrahatás esetén nem cserélhetők fel! 77
78 MEMÓRIA RAW EGYMÁSRAHATÁS Mit tehetünk, ha Load-ba futunk? Végrehajtsuk? ROB-ban nincs előtte Store mehet ROB-ban van előtte befejezett Store ROB-ban van előtte befejezetlen Store, cím kiszámolva más címre mehet ugyanarra a címre mehet, de nem a memóriából olvasunk, hanem a ROB-ból más címre mehet ugyanarra a címre meg kell várni az érték megjelenését ROB-ban van előtte befejezetlen Store, cím sincs kiszámolva Bátrak vagy gyávák legyünk? Várjunk, attól félve, hátha RAW lesz? Haladjunk, arra számítva, hogy úgysem lesz RAW? 78
79 MEMÓRIA EGYÉRTELMŰSÍTÉS Belefutunk egy Load-ba Feldolgozás alatt van a ROB-ban előtte egy Store Végre merjük-e hajtani a Load-ot? Memória egyértelműsítés (memory disambiguation) Nagyon gyakori! Utasítások közel harmada memóriaművelet Lokalitási elvek miatt gyakran vonatkoznak egyazon címre 79
80 MEMÓRIA EGYÉRTELMŰSÍTÉS Lehetséges stratégiák: Konzervatív (gyáva): Load-ok kötelesek bevárni minden előttük lévő Store-t Optimista (vakmerő) Ne vegyünk tudomást a problémáról Gyorsabb, de kiderülhet, hogy rossz volt a döntés (írási és olvasási cím megegyezik) Ilyenkor vissza kell pörgetni az eseményeket: Load utáni utasítások invalidálása és újrakezdése a ROB-ban Spekulatív (okostojás) Optimistán kezd Ha egy utasítással egyszer pórul jár, megjegyzi: vele legközelebb konzervatív lesz 80
81 ÖSSZEFOGLALÁS Sok mindent tanultunk: Soron kívüli végrehajtás alapelve (precedenciagráf, adatáramlásos elv) Eszközei: Utasítástároló Regiszterátnevezés Sorrend-visszaállító buffer Fejlett technikák: Spekulatív végrehajtás Memória egyértelműsítés 81
82 82
Számítógép Architektúrák
Soron kívüli utasítás-végrehajtás Horváth Gábor 2016. április 27. Budapest docens BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tsz. ghorvath@hit.bme.hu Különböző késleltetésű műveletek Láttuk, hogy a lebegőpontos
SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK
SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK Az utasítás-pipeline szélesítése Horváth Gábor, Belső Zoltán BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék ghorvath@hit.bme.hu, belso@hit.bme.hu Budapest, 2018-05-19 1 UTASÍTÁSFELDOLGOZÁS
Számítógép Architektúrák
Az utasítás-pipeline szélesítése Horváth Gábor 2015. április 23. Budapest docens BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tsz. ghorvath@hit.bme.hu Aktuális 2. ZH jövő csütörtök Memória technológiák, virtuális
SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK
SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK Pipeline utasításfeldolgozás Horváth Gábor, Belső Zoltán BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék ghorvath@hit.bme.hu, belso@hit.bme.hu Budapest, 2018-04-24 1 UTASÍTÁSOK
SzA19. Az elágazások vizsgálata
SzA19. Az elágazások vizsgálata (Az elágazások csoportosítása, a feltételes utasítások használata, a műveletek eredményének vizsgálata az állapottér módszerrel és közvetlen adatvizsgálattal, az elágazási
Számítógépek felépítése
Számítógépek felépítése Emil Vatai 2014-2015 Emil Vatai Számítógépek felépítése 2014-2015 1 / 14 Outline 1 Alap fogalmak Bit, Byte, Word 2 Számítógép részei A processzor részei Processzor architektúrák
Számítógép architektúrák. A mai témák. A teljesítmény fokozás. A processzor teljesítmény növelése
Számítógép architektúrák A processzor teljesítmény növelése A mai témák CISC és RISC Párhuzamosságok Utasítás szintű párhuzamosságok Futószalag feldolgozás Többszörözés (szuperskalaritás) A függőségek
Számítógépek felépítése, alapfogalmak
2. előadás Számítógépek felépítése, alapfogalmak Lovas Szilárd, Krankovits Melinda SZE MTK MSZT kmelinda@sze.hu B607 szoba Nem reprezentatív felmérés kinek van ilyen számítógépe? 2 Nem reprezentatív felmérés
SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK
SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK Információfeldolgozási modellek Horváth Gábor, Belső Zoltán BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék ghorvath@hit.bme.hu, belso@hit.bme.hu Budapest, 02/01/2018 1 ADMINISZTRATÍV
A mai témák. Számítógép architektúrák. CISC és RISC. A teljesítmény fokozás. További előnyök. A RISC gondolat
A mai témák Számítógép architektúrák A processzor teljesítmény növelése CISC és RISC Párhuzamosságok Utasítás szintű párhuzamosságok Futószalag feldolgozás Többszörözés (szuperskalaritás) A függőségek
sallang avagy Fordítótervezés dióhéjban Sallai Gyula
sallang avagy Fordítótervezés dióhéjban Sallai Gyula Az előadás egy kis példaprogramon keresztül mutatja be fordítók belső lelki világát De mit is jelent, az hogy fordítóprogram? Mit csinál egy fordító?
Memóriák - tárak. Memória. Kapacitás Ár. Sebesség. Háttértár. (felejtő) (nem felejtő)
Memóriák (felejtő) Memória Kapacitás Ár Sebesség Memóriák - tárak Háttértár (nem felejtő) Memória Vezérlő egység Központi memória Aritmetikai Logikai Egység (ALU) Regiszterek Programok Adatok Ez nélkül
8. Fejezet Processzor (CPU) és memória: tervezés, implementáció, modern megoldások
8. Fejezet Processzor (CPU) és memória: The Architecture of Computer Hardware and Systems Software: An Information Technology Approach 3rd Edition, Irv Englander John Wiley and Sons 2003 Wilson Wong, Bentley
Assembly. Iványi Péter
Assembly Iványi Péter További Op. rsz. funkcionalitások PSP címének lekérdezése mov ah, 62h int 21h Eredmény: BX = PSP szegmens címe További Op. rsz. funkcionalitások Paraméterek kimásolása mov di, parameter
Számítógép architektúrák záróvizsga-kérdések február
Számítógép architektúrák záróvizsga-kérdések 2007. február 1. Az ILP feldolgozás fejlődése 1.1 ILP feldolgozási paradigmák (Releváns paradigmák áttekintése, teljesítmény potenciáljuk, megjelenési sorrendjük
8. Fejezet Processzor (CPU) és memória: tervezés, implementáció, modern megoldások
8. Fejezet Processzor (CPU) és memória: The Architecture of Computer Hardware and Systems Software: An Information Technology Approach 3rd Edition, Irv Englander John Wiley and Sons 2003 Wilson Wong, Bentley
Hardver Ismeretek IA32 -> IA64
Hardver Ismeretek IA32 -> IA64 Problémák az IA-32-vel Bonyolult architektúra CISC ISA (RISC jobb a párhuzamos feldolgozás szempontjából) Változó utasításhossz és forma nehéz dekódolni és párhuzamosítani
Hatékony memóriakezelési technikák. Smidla József Operációkutatási Laboratórium január 16.
Hatékony memóriakezelési technikák Smidla József Operációkutatási Laboratórium 2014. január 16. 1 Tartalom A cache áthidalása Cache optimalizálás Adatszerkezetek tervezése A programkód szerkezete Prefetch
Grafikus csővezeték 1 / 44
Grafikus csővezeték 1 / 44 Grafikus csővezeték Vertex feldolgozás A vertexek egyenként a képernyő térbe vannak transzformálva Primitív feldolgozás A vertexek primitívekbe vannak szervezve Raszterizálás
Számítógép Architektúrák
1. Információfeldolgozási modellek Horváth Gábor 2016. február 18. Budapest docens BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék ghorvath@hit.bme.hu Adminisztratív információk Horváth Gábor Hálózati
Adatok ábrázolása, adattípusok
Adatok ábrázolása, adattípusok Összefoglalás Adatok ábrázolása, adattípusok Számítógépes rendszerek működés: információfeldolgozás IPO: input-process-output modell információ tárolása adatok formájában
Máté: Számítógép architektúrák
Elágazás jövendölés ok gép megjövendöli, hogy egy ugrást végre kell hajtani vagy sem. Egy triviális jóslás: a visszafelé irányulót végre kell hajtani (ilyen van a ciklusok végén), az előre irányulót nem
Számítógépes alapismeretek
Számítógépes alapismeretek 1. előadás Dr. Istenes Zoltán Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar Programozáselmélet és Szoftvertechnológiai Tanszék Programtervező Informatikus BSc 2008 / Budapest
Számítógép architektúrák I. Várady Géza varadygeza@pmmik.pte.hu
Számítógép architektúrák I. Várady Géza varadygeza@pmmik.pte.hu 1 Bevezetés - fogalmak Informatika sokrétű Információk Szerzése Feldolgozása Tárolása Továbbítása Információtechnika Informatika a technikai
Bevezetés az informatikába
Bevezetés az informatikába 3. előadás Dr. Istenes Zoltán Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar Programozáselmélet és Szoftvertechnológiai Tanszék Matematikus BSc - I. félév / 2008 / Budapest Dr.
Számítógép architektúra
Budapesti Műszaki Főiskola Regionális Oktatási és Innovációs Központ Székesfehérvár Számítógép architektúra Dr. Seebauer Márta főiskolai tanár seebauer.marta@roik.bmf.hu Irodalmi források Cserny L.: Számítógépek
Operandus típusok Bevezetés: Az utasítás-feldolgozás menete
Operandus típusok Bevezetés: Az utasítás-feldolgozás menete Egy gépi kódú utasítás általános formája: MK Címrész MK = műveleti kód Mit? Mivel? Az utasítás-feldolgozás általános folyamatábrája: Megszakítás?
Architektúra, megszakítási rendszerek
Architektúra, megszakítási ek Mirıl lesz szó? Megszakítás fogalma Megszakítás folyamata Többszintű megszakítási ek Koschek Vilmos Példa: Intel Pentium vkoschek@vonalkodhu Koschek Vilmos Fogalom A számítógép
Digitális rendszerek. Digitális logika szintje
Digitális rendszerek Digitális logika szintje CPU lapkák Mai modern CPU-k egy lapkán helyezkednek el Kapcsolat a külvilággal: kivezetéseken (lábak) keresztül Cím, adat és vezérlőjelek, ill. sínek (buszok)
Mikroprocesszor CPU. C Central Központi. P Processing Számító. U Unit Egység
Mikroprocesszor CPU C Central Központi P Processing Számító U Unit Egység A mikroprocesszor általános belső felépítése 1-1 BUSZ Utasítás dekóder 1-1 BUSZ Az utasítás regiszterben levő utasítás értelmezését
Számítógép Architektúrák
Számítógép Architektúrák Utasításkészlet architektúrák 2015. április 11. Budapest Horváth Gábor docens BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tsz. ghorvath@hit.bme.hu Számítógép Architektúrák Horváth
Digitális technika VIMIAA01 9. hét Fehér Béla BME MIT
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR MÉRÉSTECHNIKA ÉS INFORMÁCIÓS RENDSZEREK TANSZÉK Digitális technika VIMIAA01 9. hét Fehér Béla BME MIT Eddig Tetszőleges
Digitális technika VIMIAA01 9. hét
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR MÉRÉSTECHNIKA ÉS INFORMÁCIÓS RENDSZEREK TANSZÉK Digitális technika VIMIAA01 9. hét Fehér Béla BME MIT Eddig Tetszőleges
Számítógép felépítése
Alaplap, processzor Számítógép felépítése Az alaplap A számítógép teljesítményét alapvetően a CPU és belső busz sebessége (a belső kommunikáció sebessége), a memória mérete és típusa, a merevlemez sebessége
Központi vezérlőegység
Központi vezérlőegység A számítógép agya a központi vezérlőegység (CPU: Central Processing Unit). Két fő része a vezérlőegység (CU: Controll Unit), ami a memóriában tárolt program dekódolását és végrehajtását
Digitális rendszerek. Utasításarchitektúra szintje
Digitális rendszerek Utasításarchitektúra szintje Utasításarchitektúra Jellemzők Mikroarchitektúra és az operációs rendszer közötti réteg Eredetileg ez jelent meg először Sokszor az assembly nyelvvel keverik
SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK
SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK Cache memória Horváth Gábor, Belső Zoltán BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék ghorvath@hit.bme.hu, belso@hit.bme.hu Budapest, 2018-03-27 1 MÁR MEGINT A MEMÓRIA...
Magas szintű optimalizálás
Magas szintű optimalizálás Soros kód párhuzamosítása Mennyi a várható teljesítmény növekedés? Erős skálázódás (Amdahl törvény) Mennyire lineáris a skálázódás a párhuzamosítás növelésével? S 1 P 1 P N GPGPU
elektronikus adattárolást memóriacím
MEMÓRIA Feladata A memória elektronikus adattárolást valósít meg. A számítógép csak olyan műveletek elvégzésére és csak olyan adatok feldolgozására képes, melyek a memóriájában vannak. Az információ tárolása
A mikroprocesszor egy RISC felépítésű (LOAD/STORE), Neumann architektúrájú 32 bites soft processzor, amelyet FPGA val valósítunk meg.
Mikroprocesszor A mikroprocesszor egy RISC felépítésű (LOAD/STORE), Neumann architektúrájú 32 bites soft processzor, amelyet FPGA val valósítunk meg. A mikroprocesszor részei A mikroprocesszor a szokásos
VEZÉRLŐEGYSÉGEK. Tartalom
VEZÉRLŐEGYSÉGEK Tartalom VEZÉRLŐEGYSÉGEK... 1 Vezérlőegységek fajtái és jellemzői... 2 A processzor elemei... 2 A vezérlés modellje... 2 A vezérlőegységek csoportosítása a tervezés módszere szerint...
Informatika érettségi vizsga
Informatika 11/L/BJ Informatika érettségi vizsga ÍRÁSBELI GYAKORLATI VIZSGA (180 PERC - 120 PONT) SZÓBELI SZÓBELI VIZSGA (30 PERC FELKÉSZÜLÉS 10 PERC FELELET - 30 PONT) Szövegszerkesztés (40 pont) Prezentáció-készítés
Bevitel-Kivitel. Eddig a számítógép agyáról volt szó. Szükség van eszközökre. Processzusok, memória, stb
Input és Output 1 Bevitel-Kivitel Eddig a számítógép agyáról volt szó Processzusok, memória, stb Szükség van eszközökre Adat bevitel és kivitel a számitógépből, -be Perifériák 2 Perifériákcsoportosításá,
Szenzorhálózatok programfejlesztési kérdései. Orosz György
Szenzorhálózatok programfejlesztési kérdései Orosz György 2011. 09. 30. Szoftverfejlesztési alternatívák Erőforráskorlátok! (CPU, MEM, Energia) PC-től eltérő felfogás: HW közeli programozás Eszközök közvetlen
2. Számítógépek működési elve. Bevezetés az informatikába. Vezérlés elve. Külső programvezérlés... Memória. Belső programvezérlés
. Számítógépek működési elve Bevezetés az informatikába. előadás Dudásné Nagy Marianna Az általánosan használt számítógépek a belső programvezérlés elvén működnek Külső programvezérlés... Vezérlés elve
Programozási nyelvek (ADA)
Programozási nyelvek (ADA) Kozsik Tamás előadása alapján Készítette: Nagy Krisztián 3. előadás Programozási nyelv felépítése szabályok megadása Lexika Milyen egységek építik fel? Szintaktikus szabályok
Elvonatkoztatási szintek a digitális rendszertervezésben
Budapest Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elvonatkoztatási szintek a digitális rendszertervezésben Elektronikus Eszközök Tanszéke eet.bme.hu Rendszerszintű tervezés BMEVIEEM314 Horváth Péter 2013 Rendszerszint
Jelfeldolgozás a közlekedésben
Jelfeldolgozás a közlekedésben 2015/2016 II. félév 8051 és C8051F020 mikrovezérlők Fontos tudnivalók Elérhetőség: ST. 108 E-mail: lovetei.istvan@mail.bme.hu Fontos tudnivalók: kjit.bme.hu Aláírás feltétele:
Összeadás BCD számokkal
Összeadás BCD számokkal Ugyanúgy adjuk össze a BCD számokat is, mint a binárisakat, csak - fel kell ismernünk az érvénytelen tetrádokat és - ezeknél korrekciót kell végrehajtani. A, Az érvénytelen tetrádok
Processzusok (Processes), Szálak (Threads), Kommunikáció (IPC, Inter-Process Communication)
1 Processzusok (Processes), Szálak (Threads), Kommunikáció (IPC, Inter-Process Communication) 1. A folyamat (processzus, process) fogalma 2. Folyamatok: műveletek, állapotok, hierarchia 3. Szálak (threads)
Máté: Számítógép architektúrák
Az GOTO offset utasítás. P relatív: P értékéhez hozzá kell adni a két bájtos, előjeles offset értékét. Mic 1 program: Main1 P = P + 1; fetch; goto() goto1 OP=P 1 // Main1 nél : P=P+1 1. bájt goto P=P+1;
Processzusok (Processes), Szálak (Threads), Kommunikáció (IPC, Inter-Process Communication)
1 Processzusok (Processes), Szálak (Threads), Kommunikáció (IPC, Inter-Process Communication) 1. A folyamat (processzus, process) fogalma 2. Folyamatok: műveletek, állapotok, hierarchia 3. Szálak (threads)
Bepillantás a gépházba
Bepillantás a gépházba Neumann-elvű számítógépek főbb egységei A részek feladatai: Központi egység: Feladata a számítógép vezérlése, és a számítások elvégzése. Operatív memória: A számítógép bekapcsolt
Architektúra, cache. Mirıl lesz szó? Mi a probléma? Teljesítmény. Cache elve. Megoldás. Egy rövid idıintervallum alatt a memóriahivatkozások a teljes
Architektúra, cache irıl lesz szó? Alapfogalmak Adat cache tervezési terének alapkomponensei Koschek Vilmos Fejlıdés vkoschek@vonalkodhu Teljesítmény Teljesítmény növelése Technológia Architektúra (mem)
A programozás alapjai
A programozás alapjai Változók A számítógép az adatokat változókban tárolja A változókat alfanumerikus karakterlánc jelöli. A változóhoz tartozó adat tipikusan a számítógép memóriájában tárolódik, szekvenciálisan,
Számítógép Architektúrák
Cache memória Horváth Gábor 2016. március 30. Budapest docens BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék ghorvath@hit.bme.hu Már megint a memória... Mindenről a memória tehet. Mert lassú. A virtuális
A processzor hajtja végre a műveleteket. összeadás, szorzás, logikai műveletek (és, vagy, nem)
65-67 A processzor hajtja végre a műveleteket. összeadás, szorzás, logikai műveletek (és, vagy, nem) Két fő része: a vezérlőegység, ami a memóriában tárolt program dekódolását és végrehajtását végzi, az
Egyszerű RISC CPU tervezése
IC és MEMS tervezés laboratórium BMEVIEEM314 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Egyszerű RISC CPU tervezése Nagy Gergely Elektronikus Eszközök Tanszéke (BME) 2013. február 14. Nagy Gergely
OPERÁCIÓS RENDSZEREK. Elmélet
1. OPERÁCIÓS RENDSZEREK Elmélet BEVEZETÉS 2 Az operációs rendszer fogalma Az operációs rendszerek feladatai Csoportosítás BEVEZETÉS 1. A tantárgy tananyag tartalma 2. Operációs rendszerek régen és most
Számítógép Architektúrák
SIMD feldolgozás Horváth Gábor 2016. május 20. Budapest docens BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék ghorvath@hit.bme.hu Hatékony utasításfeldolgozás Hogyan tettük eddig hatékonnyá az utasítás-végrehajtást?
Nyíregyházi Egyetem Matematika és Informatika Intézete. Input/Output
1 Input/Output 1. I/O műveletek hardveres háttere 2. I/O műveletek szoftveres háttere 3. Diszkek (lemezek) ------------------------------------------------ 4. Órák, Szöveges terminálok 5. GUI - Graphical
Bevezetés. Többszálú, többmagos architektúrák és programozásuk Óbudai Egyetem, Neumann János Informatikai Kar
Többszálú, többmagos architektúrák és programozásuk Óbudai Egyetem, Neumann János Informatikai Kar Bevezetés Motiváció Soros és párhuzamos végrehajtás, soros és párhuzamos programozás Miért? Alapfogalmak
Számítógép Architektúrák
Multiprocesszoros rendszerek Horváth Gábor 2015. május 19. Budapest docens BME Híradástechnikai Tanszék ghorvath@hit.bme.hu Párhuzamosság formái A párhuzamosság milyen formáit ismerjük? Bit szintű párhuzamosság
5-6. ea Created by mrjrm & Pogácsa, frissítette: Félix
2. Adattípusonként különböző regisztertér Célja: az adatfeldolgozás gyorsítása - különös tekintettel a lebegőpontos adatábrázolásra. Szorzás esetén karakterisztika összeadódik, mantissza összeszorzódik.
Bevezetés az informatikába
Bevezetés az informatikába 4. előadás Dr. Istenes Zoltán Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar Programozáselmélet és Szoftvertechnológiai Tanszék Matematikus BSc - I. félév / 2008 / Budapest Dr.
Ismerkedjünk tovább a számítógéppel. Alaplap és a processzeor
Ismerkedjünk tovább a számítógéppel Alaplap és a processzeor Neumann-elvű számítógépek főbb egységei A részek feladatai: Központi egység: Feladata a számítógép vezérlése, és a számítások elvégzése. Operatív
Számítógép architektúrák. A processzor teljesítmény növelése
Számítógép architektúrák A processzor teljesítmény növelése A mai témák CISC és RISC Párhuzamosságok Utasítás szintű párhuzamosságok Futószalag feldolgozás Többszörözés (szuperskalaritás) A függőségek
VLIW processzorok (Működési elvük, jellemzőik, előnyeik, hátrányaik, kereskedelmi rendszerek)
SzA35. VLIW processzorok (Működési elvük, jellemzőik, előnyeik, hátrányaik, kereskedelmi rendszerek) Működési elvük: Jellemzőik: -függőségek kezelése statikusan, compiler által -hátránya: a compiler erősen
Párhuzamos és Grid rendszerek
Párhuzamos és Grid rendszerek (10. ea) GPGPU Szeberényi Imre BME IIT Az ábrák egy része az NVIDIA oktató anyagaiból és dokumentációiból származik. Párhuzamos és Grid rendszerek BME-IIT
Számítógép Architektúrák
A virtuális memória Horváth Gábor 2016. március 30. Budapest docens BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék ghorvath@hit.bme.hu Virtuális tárkezelés Motiváció: Multitaszking környezet Taszkok
Mikroprocesszorok (Microprocessors, CPU-s)
Mikroprocesszorok (Microprocessors, CPU-s) 1971-2011 Források: CHIP magazin index.hu wikipedia internetes források 1 Intel Adatbusz 4 bit 16 bit 16 bit 32 bit 32 bit 32 bit 32 bit 32 bit 32 bit 32 bit
Matematikai és Informatikai Intézet. 4. Folyamatok
4. Folyamatok A folyamat (processzus) fogalma Folyamat ütemezés (scheduling) Folyamatokon végzett "mûveletek" Folyamatok együttmûködése, kooperációja Szálak (thread) Folyamatok közötti kommunikáció 49
Számítógép architektúrák Korszerű architektúrák Mai program Pentium P6 processzor (esettanulmány) Párhuzamosítások a CPU-n kívül
Számítógép architektúrák Korszerű architektúrák Mai program Pentium P6 processzor (esettanulmány) Párhuzamosítások a CPU-n kívül Vadász, 2005. 2 Az Intel P6 család IA instrukciókat feldolgozó (x86 és Katmai
Vezérlésfolyam gráf és X86 utasításkészlet
Vezérlésfolyam gráf és X86 utasításkészlet Kód visszafejtés. Izsó Tamás 2016. november 3. Izsó Tamás Vezérlésfolyam gráf és X86 utasításkészlet / 1 Intervallum algoritmus Procedure Intervals(G={N, E, h})
Számítógép architektúrák. Korszerű architektúrák
Számítógép architektúrák Korszerű architektúrák Mai program Pentium P6 processzor (esettanulmány) Párhuzamosítások a CPU-n kívül 2 Az Intel P6 család IA instrukciókat feldolgozó (x86, MMX, Katmai Iset),
Számítógép architektúrák
Számítógép architektúrák Számítógépek felépítése Digitális adatábrázolás Digitális logikai szint Mikroarchitektúra szint Gépi utasítás szint Operációs rendszer szint Assembly nyelvi szint Probléma orientált
Számítógép Architektúrák
Számítógép Architektúrák Perifériakezelés a PCI-ban és a PCI Express-ben 2015. március 9. Budapest Horváth Gábor docens BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék ghorvath@hit.bme.hu Tartalom A
SZÁMÍTÓGÉPES ARCHITEKTÚRÁK
Misák Sándor SZÁMÍTÓGÉPES ARCHITEKTÚRÁK Nanoelektronikai és Nanotechnológiai Részleg DE TTK v.0.1 (2007.02.20.) 3. előadás A SZÁMÍTÓGÉP- RENDSZEREK FELÉPÍTÉSE 1. Processzorok: 3. előadás CPU felépítése,
Bevezetés az informatikába 1.
Bevezetés az informatikába 1. 1. előadás Dr. Istenes Zoltán Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar Programozáselmélet és Szoftvertechnológiai Tanszék Matematikus BSc - I. félév / 2008 / Budapest
Nagy adattömbökkel végzett FORRÓ TI BOR tudományos számítások lehetőségei. kisszámítógépes rendszerekben. Kutató Intézet
Nagy adattömbökkel végzett FORRÓ TI BOR tudományos számítások lehetőségei Kutató Intézet kisszámítógépes rendszerekben Tudományos számításokban gyakran nagy mennyiségű aritmetikai művelet elvégzésére van
Számítógépek felépítése, alapfogalmak
2. előadás Számítógépek felépítése, alapfogalmak Lovas Szilárd SZE MTK MSZT lovas.szilard@sze.hu B607 szoba Nem reprezentatív felmérés kinek van ilyen számítógépe? Nem reprezentatív felmérés kinek van
Mintavételes szabályozás mikrovezérlő segítségével
Automatizálási Tanszék Mintavételes szabályozás mikrovezérlő segítségével Budai Tamás budai.tamas@sze.hu http://maxwell.sze.hu/~budait Tartalom Mikrovezérlőkről röviden Programozási alapismeretek ismétlés
A programozás alapjai előadás. Amiről szólesz: A tárgy címe: A programozás alapjai
A programozás alapjai 1 1. előadás Híradástechnikai Tanszék Amiről szólesz: A tárgy címe: A programozás alapjai A számítógép részegységei, alacsony- és magasszintű programnyelvek, az imperatív programozási
2017/12/16 21:33 1/7 Hardver alapok
2017/12/16 21:33 1/7 Hardver alapok < Hardver Hardver alapok Szerző: Sallai András Copyright Sallai András, 2011, 2013, 2014 Licenc: GNU Free Documentation License 1.3 Web: http://szit.hu Bevezetés A számítógépet
Programozás alapjai C nyelv 4. gyakorlat. Mit tudunk már? Feltételes operátor (?:) Típus fogalma char, int, float, double
Programozás alapjai C nyelv 4. gyakorlat Szeberényi Imre BME IIT Programozás alapjai I. (C nyelv, gyakorlat) BME-IIT Sz.I. 2005.10.10.. -1- Mit tudunk már? Típus fogalma char, int, float,
Processzor (CPU - Central Processing Unit)
Készíts saját kódolású WEBOLDALT az alábbi ismeretanyag felhasználásával! A lap alján lábjegyzetben hivatkozz a fenti oldalra! Processzor (CPU - Central Processing Unit) A központi feldolgozó egység a
ARM Cortex magú mikrovezérlők
ARM Cortex magú mikrovezérlők 3. Cortex-M0, M4, M7 Scherer Balázs Budapest University of Technology and Economics Department of Measurement and Information Systems BME-MIT 2018 32 bites trendek 2003-2017
Máté: Számítógép architektúrák 2010.12.10.
Pentium 4 Gépi utasítások RIS szerű μműveletek, több μművelet futhat egyszerre: szuperskaláris gép, megengedi a sorrenden kívüli végrehajtást is. Pentium 4 3 szintű belső gyorsító tár. L1: KBadat, 4 utas
Digitális rendszerek. Mikroarchitektúra szintje
Digitális rendszerek Mikroarchitektúra szintje Mikroarchitektúra Jellemzők A digitális logika feletti szint Feladata az utasításrendszer-architektúra szint megalapozása, illetve megvalósítása Példa Egy
Készítette: Trosztel Mátyás Konzulens: Hajós Gergely
Készítette: Trosztel Mátyás Konzulens: Hajós Gergely Monte Carlo Markov Chain MCMC során egy megfelelően konstruált Markov-lánc segítségével mintákat generálunk. Ezek eloszlása követi a céleloszlást. A
A mikroszámítógép felépítése.
1. Processzoros rendszerek fő elemei mikroszámítógépek alapja a mikroprocesszor. Elemei a mikroprocesszor, memória, és input/output eszközök. komponenseket valamilyen buszrendszer köti össze, amelyen az
Utasításfajták Memóriacímzés Architektúrák Végrehajtás Esettanulmányok. 2. előadás. Kitlei Róbert november 28.
2. előadás Kitlei Róbert 2008. november 28. 1 / 21 Adatmozgató irányai regiszter és memória között konstans betöltése regiszterbe vagy memóriába memóriából memóriába közvetlenül másoló utasítás nincsen
Utolsó módosítás:
Utolsó módosítás:2010. 09. 15. 1 2 Kicsit konkrétabban: az utasítás hatására a belső regiszterek valamelyikének értékét módosítja, felhasználva regiszter értékeket és/vagy kívülről betöltött adatot. A
Számítógép architektúrák. Korszerű architektúrák
Számítógép architektúrák Korszerű architektúrák Mai program Pentium P6 processzor (esettanulmány) Párhuzamosítások a CPU-n kívül 2 Az Intel P6 család IA instrukciókat feldolgozó (x86, MMX, Katmai Iset),
Digitális technika VIMIAA01
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR MÉRÉSTECHNIKA ÉS INFORMÁCIÓS RENDSZEREK TANSZÉK Digitális technika VIMIAA01 Fehér Béla BME MIT Digitális Rendszerek Számítógépek
SZÁMÍTÓGÉPES ARCHITEKTÚRÁK
Misák Sándor SZÁMÍTÓGÉPES ARCHITEKTÚRÁK Nanoelektronikai és Nanotechnológiai Részleg DE TTK v.0.1 (2007.02.13.) 2. előadás A STRUKTURÁLT SZÁMÍTÓGÉP-FELÉPÍTÉS 2. előadás 1. Nyelvek, szintek és virtuális
Uniprogramozás. várakozás. várakozás. Program A. Idő. A programnak várakoznia kell az I/Outasítások végrehajtására mielőtt továbbfuthatna
Processzusok 1 Uniprogramozás Program A futás várakozás futás várakozás Idő A programnak várakoznia kell az I/Outasítások végrehajtására mielőtt továbbfuthatna 2 Multiprogramozás Program A futás vár futás
Informatika 1 2. el adás: Absztrakt számítógépek
Informatika 1 2. el adás: Budapesti M szaki és Gazdaságtudományi Egyetem 2015-09-08 1 2 3 A egy M = Q, Γ, b, Σ, δ, q 0, F hetes, ahol Q az 'állapotok' nem üres halmaza, Γ a 'szalag ábécé' véges, nem üres
Módosított ábra: szaggatott nyíl: a fejlődési ív Az ábrából kimaradt a mobil szegmens (hordozható számítógépek). Y tengely: ár.
2009. 09. 23. 1 2 3 Módosított ábra: szaggatott nyíl: a fejlődési ív Az ábrából kimaradt a mobil szegmens (hordozható számítógépek). Y tengely: ár. A value PC hez hasonló idővonalat kell elképzelni hozzá.
A konferencia terem foglaltsága miatt a november 11-i előadást november 12-én 10h-tól tudom megtartani a konferencia teremben.
A konferencia terem foglaltsága miatt a november -i előadást november -én h-tól tudom megtartani a konferencia teremben. Elágazás jövendölés Figyeljük, hogy az utolsó k feltételes elágazást végre kellett-e