Roman Výtisk, VYT027

Transkript

1 Roman Výtisk, VYT027

2 Ohlédnutí za architekturou AMD K8 Představení architektury procesoru AMD K10 Přínos Struktura cache IMC, HyperTransport sběrnice Použitá literatura

3 Ohlášení x86-64 architektury 5. října K8 přinesly instrukční sadu x86-64 a LDT(Lightning Data Transport) sběrnici. Později tyto procesory označované jako AMD64 a LDT sběrnice dostala oficiální jméno HyperTransport sběrnice. První K8 procesor byl představen v roce 2001 (frekvence pouhých 800 MHz). Duben 2003 pro Opterony, září pro Athlony. Přínos: 64 bit instrukční sada HyperTransport sběrnice náhrada FSB (Front Side Bus) Úpravy jader, více registrů, kompatibilita s x86 IMC (Integrated Memory Controller) integrovaný řadič paměti. Duben 2005 uvedení dvoujádrových Opteronů, Athlonu 64 X2 Postupně několik revizí, došlo několikrát ke změně výrobní technologie a její minituarizaci od původní 130nm SOI až na konci po 65nm SOI

4 Výhody: Řadič je přímo v CPU, od výpočetní části vzdálen pár milimetrů nižší latence, vyšší rychlost a spolehlivost Řadič pracuje na vyšší frekvenci a je vyráběn stejnou technologií jako CPU vyšší výkon Lepší kompatibilita s paměťmi, nezávislé na základní desce nebo čipsetu vyšší spolehlivost Řadič je chlazen spolu s CPU Ve víceprocesorových systémech roste maximální použití paměti a jejich propustnost Nevýhody: CPU je vázán na jeden typ paměti nelze kombinovat různé druhy pamětí na základní desce (např. DDR2 a DDR3 na jedné desce)

5 schéma jednotlivých částí čipu nm SOI výrobní technologie a 9 vrstev měděných mezispojů na ploše 194 mm 2

6 První zmínky v roce 2006 Částečně přebírá některé prvky architektury K8 První nativně 4 jádrové CPU s rozměry 283 mm 2 vyrobené pomocí 65nm SOI technologie 3 revize První na začátku prosince 2006, druhá v březnu 2007, následována jádrem s revizí v červnu Zde se již podařilo většinu potíží vyřešit. S K10 AMD přesáhlo magickou hranici 3.0 GHz

7 Změny, které K10 přináší: načítání dat mimo pořadí nezávislé kanály operační paměti 128-bit FPU vyšší frekvence pro severní můstek snížení latencí díky L3 cache řadu dalších úprav architektury Jádro navrženo s ohledem na další možné úpravy architektury. Přibylo také několik instrukcí pojmenovaných jako SSE4A Podstatné změny jsou v jádře i na úrovni virtualizace. Hlavní změny se týkají efektivity virtualizace a změny kontextu v případě jeho přepínání.

8 Schéma jednotlivých částí čipu 65 nm SOI výrobní tech. 11 vrstev měděných mezispojů 463 mil. tranzistorů na ploše 285 mm 2 6 frekvenčně nezávislých ppl(phase-locked Loop) smyček 5 senzorů - snímání teploty jader

9 L1 cache: nejblíže výpočetním jednotkám, proto nejrychlejší, slouží k uchování aktuálních nejpotřebnějších dat, instrukční a datová obě 64 Kb, data načítána přímo z paměti, přístupová doba je 3 cykly. nedostatek - L1 má nízkou kapacitu, a tak je zde zcela zásadní kvalitní správa cache. L2 cache: nesdílená určena pro konkrétní jádro, přechodný zásobník - slouží k přelévání dat mezi L1 a L2 cache, zabranění duplicit (smazáním při přesunu), protože je L2 nesdílená, nemůže tak dojít k zaplnění daty jiného jádra, přístupová doba je 12 cyklů. nedostatek - v případě, že jádro potřebuje více místa, než je aktuálně v L2 k dispozici, není snadné získat místo pro další data L3 cache: sdílená určena pro všechny jádra, více jader může mít v L3 jedinou společnou kopii (výhodné v multimediálních aplikacích), L3 cache není plněna z paměti, ale z L1, a slouží k uchování dat přetečených z L2

10

11 Integrovaný řadič paměti má zde nezastupitelné místo. Dva nezávislé 64-bitové kanály a nízké latence přináší výkon zejména v případě vícevláknových aplikací a u software, který je náročný na propustnost. K10 může v jednu chvíli data číst i zapisovat.

12 HyperTransport 3.0 frekvence až 2600 MHz, vyšší výkon a propustnost. Umí pracovat jak v 16- bitovém režimu, tak být rozdělena na dva 8-bitové linky (a může být překonfigurována za provozu ). Hodí se to hlavně pro multiprocesorové prostředí, kdy jsou třeba co nejnižší latence a je tak možné spojit více socketu.

13

14 Děkuji za pozornost