info@panadisplay.com
Kompyuter arxitekturasi Dizayn maqsadlari

Kompyuter arxitekturasi Dizayn maqsadlari

Mar 11, 2019

Kompyuter tizimining aniq shakli cheklashlar va maqsadlarga bog'liq. Kompyuter me'morchiligi odatda standartlarni, kuchdan farqli o'laroq, xarajatlarni, xotira hajmini, kechikishini (kechikish, bir noddan olingan ma'lumot uchun manbaga o'tish vaqtini oladi) va samaradorlikni oshiradi. Ba'zan boshqa funktsiyalar, xususan, hajmi, vazni, ishonchliligi va kengayishi kabi omillar ham omillardir.


Eng keng tarqalgan sxema chuqur energiya tahlilini amalga oshiradi va etarli quvvatni saqlab turganda, quvvat sarfini past darajada ushlab turishni aniqlaydi.


Ishlash

Zamonaviy kompyuterning ishlashi ko'p hollarda IPC da tasvirlanadi (har bir davr bo'yicha ko'rsatmalar). Bu har qanday soat chastotasida arxitekturaning samaradorligini o'lchaydi. Tezroq tezlik tezroq kompyuterni yaratishi mumkinligi tufayli, bu foydali o'lchovdir. Eski kompyuterlarda IPC soni 0,1 dona past ko'rsatkichga ega edi. Oddiy zamonaviy protsessorlarga osonlikcha yaqinlashadi. Superscalar protsessorlari soat periyodida bir necha ko'rsatmalarni bajarib, uchdan besh IPCga yetishi mumkin.


Mashinaning tilidagi ko'rsatmalarini hisoblash noto'g'ri bo'lishi mumkin, chunki ular turli xil ISAlarda turli xil ishlarni bajarishlari mumkin. Standart o'lchovlardagi "yo'riqnoma" ISA ning haqiqiy mashina tilidagi ko'rsatmalariga emas, balki odatda VAX kompyuter arxitekturasining tezligiga asoslangan o'lchov birligidir.


Ko'pgina odamlar soat tezligi (odatda MHz yoki GHz) yordamida kompyuterning tezligini o'lchash uchun foydalanar edi. Bu protsessorning asosiy soati uchun sekundiga aylanish jarayonini bildiradi. Biroq, bu metrik biroz noto'g'ri, chunki soat tezligi yuqori bo'lgan mashinaga ega bo'lish katta bo'lmasligi mumkin. Natijada, ishlab chiqaruvchilar ishlash tezligi sifatida soat tezligidan uzoqlashdilar.


Boshqa omillar tezlikni ta'sir qiladi, masalan, funktsional birliklar, avtobuslar tezligi, mavjud xotira va dasturlarda ko'rsatmalarning turi va tartibi.


Tezlikning ikkita asosiy turi bor: kechikish va samaradorlik. Kechiktirish jarayonning boshlanishi va uni yakunlash vaqti. Muvaffaqiyat - birlik vaqtida bajarilgan ishlar miqdori. Uzilishni kechiktirish tizimning elektron hodisaga kafolatlangan eng ko'p javob berish vaqti (masalan, disk drayveri ba'zi ma'lumotlarni ko'chirishni tugatgandan so'ng).


Ishlash juda ko'p dizayn variantlari bilan ta'sirlanadi - masalan, protsessori quvvati odatda latansiyani yanada yomonlashtiradi, lekin samaradorlikni oshiradi. Mashinani boshqaradigan kompyuterlar odatda past intervalgacha kechikishlar talab qiladi. Ushbu kompyuterlar real vaqt rejimida ishlaydi va operatsiya belgilangan vaqt ichida bajarilmasa, muvaffaqiyatsiz bo'ladi. Misol uchun, kompyuter boshqaruvi ostidagi tormozlar tormoz bosib o'tishi sezilganidan keyin yoki tormozning ishlamay qolgandan keyin qisqa muddat ichida tormozlashni boshlashi kerak.


Ko'rsatkichlar bir qator test dasturlari orqali ishlaydigan kompyuterni vaqtini o'lchash orqali barcha omillarni hisobga oladi. Sinov jarayonida kuchli tomonlar namoyon bo'lishiga qaramay, siz qanday qilib kompyuterni tanlashingiz kerak. Ko'pincha o'lchagan mashinalar turli tadbirlarga bo'lingan. Misol uchun, bir tizim tezda ilmiy ilovalarni boshqarishi mumkin, boshqasi esa video o'yinlarini yanada murakkablashtirishi mumkin. Bundan tashšari, dizaynerlar o'zlarining mahsulotlariga, apparat yoki dasturiy vositalar yordamida, muayyan benchmarkni tez bajarish imkonini beradigan, ammo umumiy vazifalarga o'xshash foyda bermaydigan maxsus funktsiyalarni šœllashi mumkin.


Quvvat samaradorligi

Asosiy maqola: Kam quvvatli elektronika

Zamonaviy kompyuterlarda energiya samaradorligi yana bir muhim o'lchovdir. Bundan yuqori quvvat samaradorligi tez-tez past tezlik yoki yuqori xarajat uchun sotilishi mumkin. Kompyuter me'morchiligida energiya iste'moliga nisbatan odatiy o'lchov MIPS / W (1 / vatt / sekundda millionlab ko'rsatmalar) hisoblanadi.


Zamonaviy kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan tranzistorlar uchun tranzistorlar soni kamroq kuchga ega. Buning sababi shundaki, yangi chipga o'rnatilgan har bir tranzistor o'z quvvatini talab qiladi va uni kuchaytirish uchun yangi yo'llarni talab qiladi. Biroq, har bir chip uchun tranzistorlar soni asta-sekin ortib bormoqda. Shuning uchun energiya samaradorligi muhim ahamiyat kasb etmoqda, agar bir chipga ko'proq tranzistorlar o'rnatilgandan ko'ra muhimroq bo'lmasa. Oxirgi protsessorlarning dizaynlari bu diqqatni ko'rsatdi, chunki ular bir nechta tranzistorlarni imkon qadar bir chipga aylantirmasdan emas, balki energiya samaradorligiga ko'proq e'tibor berishadi [17]. Yashirin kompyuterlar dunyosida energiya samaradorligi uzoq vaqt davomida kutish va kechikishning muhim maqsadiga aylandi.


Bozor talabi o'zgarishi

Elektr quvvatini pasaytirish bilan solishtirganda, so'nggi bir necha yil ichida soat chastotasining ortishi sekinroq o'sdi. Bu, Moorning qonuni va mobil batareyalarning ishlash muddatini qisqartirish va mobil texnologiyani qisqartirish talabi bilan bog'liq. Yuqori soat ko'rsatkichlaridan energiya iste'moliga va minyatürizasyona qaratilgan bu o'zgarish, energiya iste'moli sezilarli darajada kamayganligi bilan, Intel'in Haswell mikroarxitekturasining ozod qilinishida bildirgan% 50 foizini ko'rsatishi mumkin; ular 30-40 vattdan 10-20 vattgacha kuch sarflash ko'rsatkichini tushirishdi. [18] Buni 3 gigagertsli 4 gigagertsgacha (2002 yildan 2006 yilgacha) ishlov berish tezligining ko'tarilishi bilan solishtirganda, tadqiqot va rivojlanish markazida soat chastotasidan voz kechish va kamroq quvvat iste'mol qilish va kamroq joyni egallashga yo'naltirilganligi kuzatilishi mumkin.