Знакомьтесь, информационные технологии - [31]

• как правило, используются трехадресные команды, что, помимо упрощения дешифрации, дает возможность сохранять большее число переменных в регистрах без их последующей перезагрузки.

Развитие архитектуры RISC в значительной степени определялось прогрессом в области создания оптимизирующих компиляторов. Современная техника компиляции позволяет эффективно использовать преимущества большего регистрового файла, конвейерной организации и большей скорости выполнения команд.

Сегодня технология производства микропроцессоров продолжает развиваться дальше:

• уменьшаются технологические размеры транзисторов (сегодня технологическая норма – 0,013 мкм);

• появились новые технологии, такие как «кремний на изоляторе» (SOI) и использование медных проводников;

• внедряются новые методы изоляции проводников, например диэлектрик с низкой теплопроводностью, позволяющей добиться почти 30-процентного увеличения скорости вычислений и производительности;

• создан транзистор нового типа, получивший наименование «транзистор на обедненной подложке» («depleted substrate transistor»);

• внедряются новые полупроводниковые материалы, такие как «высокоизолирующий диэлектрик с К-затвором» («high k-gate dielectric»).

Эти и другие технологические решения позволяют снизить утечки тока в транзисторе и заметно уменьшить энергопотребление микропроцессора, что дает возможность разместить в нем значительно больше электронных элементов, работающих на более высоких частотах. В результате в современном микропроцессоре можно реализовать многие структурные решения, ранее казавшиеся недоступными. Одним из таких решений является новая архитектура, известная под названием Intel Architecture-64 (IA-64). Она не является 64-разрядным расширением 32-разрядной архитектуры х86 компании Intel (то есть это не CISC-архитектура), а также это и не переработка 64-разрядной архитектуры RISC.

IA-64 представляет собой новую архитектуру, использующую различные оригинальные решения, такие как:

• длинные слова команд (long instruction words – LIW);

• предикаты команд (instruction predication);

• устранение ветвлений (branch elimination);

• предварительная загрузка данных (speculative loading)

и другие решения, позволяющие «извлечь больше параллелизма» из кода программ. Эта архитектура получила наименование Explicitly Parallel Instruction Computing (EPIC) – явно параллельные инструкции компьютера.

Самые мощные

Сегодня все больше компьютеров используются для управления компьютерами, что связано со стремительным развитием локальных и глобальных информационных сетей. Более того, компании Sun Microsystems и Oracle разрабатывают идеологию, аппаратные и программные средства для создания «сетевого» компьютера, способного работать только в сети. Поэтому фирма Sun и придерживается концепции «Сеть – это компьютер». Естественно, для обеспечения работы сетей необходимы серверы [36] различной производительности: от сверхмощных до простых принт-серверов, обеспечивающих коллективное использование одного принтера несколькими компьютерами. В современных серверах используются две группы процессоров: для начального уровня – 32-разряцные процессоры, а для мощных серверов – 64-разряцные процессоры. В табл. 2.3 приведены данные по суммарному выпуску серверов ведущими компьютерными компаниями.

Таблица 2.3.

Рынок серверов

К серверным процессорам предъявляется ряд специфичных требований, среди которых особо выделяется возможность работы в многопроцессорном компьютере. Как следствие, эти процессоры должны оснащаться кэш-памятью большого объема, позволяющей сократить количество обращений к памяти. В зависимости от решаемых задач серверы должны оснащаться различным числом процессоров. Эти изменения принято называть масштабируемостью сервера. 32-разрядные процессоры, описанные выше, также могут использоваться в серверах. Компания Intel производит процессор Pentium Хеоп, специально предназначенный для установки в серверы. Его главное отличие от Pentium а – большая кэш-память.

Сегодня 64-разрядные процессоры выпускают IBM (процессор Power3), Hewlett-Packard (PA [37] -8700), Sun Microsystems (UltraSPARC [38] ), Compaq и Samsung (Alpha EVxx), а также Silicon Graphics (MIPS [39] ). 64-разрядная адресация памяти позволяет оснащать серверы оперативной памятью объемом 256 Гбайт и более. Такая память дает возможность с минимальными временными затратами получать данные из Internet. Все эти процессоры основаны на RISC (Reduced Instruction Set Computing – ограниченный набор команд) – архитектуре, которая сегодня обеспечивает максимальную производительность компьютера. Объем кэшпамяти у них достигает 8 Мбайт. Во всех процессорах организовано параллельное выполнение нескольких (до 10) команд, что значительно увеличивает его производительность без наращивания частоты. Особо выделяются процессоры MIPS, предназначенные для серверов и рабочих станций, ориентированных на работу с графикой и видеопотоком [40] .

Компания Intel также начала выпуск 64-разрядного процессора, названного Itanium. Серийно будут выпускаться серверы с количеством процессоров от 2 до 64. Поставщики уже сообщили о разработке более чем 400 приложений для серверов и рабочих станций на платформе Itanium. Среди операционных систем, разрабатываемых для этого процессора, – 64-разрядная Windows Advanced