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Khoos phib tawj architecture Hom phiaj tsim

Mar 11, 2019

Daim ntawv qhia kiag ntawm lub computer system nyob ntawm cov kev txwv thiab cov hom phiaj. Lub computer architectures feem ntau pauv tawm cov qauv, lub zog ntawm kev ua tau zoo, tus nqi, kev muaj peev xwm, latency (latency yog lub sij hawm uas nws yuav siv rau cov lus qhia los ntawm ib qho mus rau qhov chaw) thiab kev xa los. Qee zaum lwm qhov kev xav, xws li cov nta, qhov loj, qhov hnyav, kev cia siab, thiab kev nthuav dav kuj yog cov tseem ceeb.


Cov tswv yim feem ntau tsis yog ib qho kev ua haujlwm tob zog thiab cov txiaj ntsig kom paub tias yuav ua li cas kom lub hwj huam siv tsawg tsawg, thaum tswj kev ua tau zoo.


Kev ua tau zoo

Niaj hnub nimno kev siv computer feem ntau tau piav qhia hauv IPC (cov lus qhia ib ntu). Qhov no ntsuas qhov ua tau zoo ntawm cov architecture ntawm txhua lub sijhawm. Txij li tus nqi pheej yig yuav ua rau lub computer ceev dua, qhov no yog qhov ntsuas tau. Cov koos pij tai qub tau muab cov IPC suav ua tsawg li 0.1 cov lus qhia ntawm ib lub voj voog. Cov naj npawb yooj yim niaj hnub no yooj yim mus ze 1. Cov kev lag luam muaj peev xwm nce mus txog 3 mus rau tsib lub IPC los ntawm kev ua tiav ntau cov lus qhia ntawm ib ntu lub voj voog.


Suav cov lus qhia cov lus qhia yuav raug qhia tsis tau vim tias lawv tuaj yeem ua tau ntau yam haujlwm hauv txawv ISAs. Qhov "kev qhia" nyob rau hauv kev ntsuas kev ntsuas tsis yog suav ntawm ISA lub tshuab lus siv cov lus qhia, tab sis ib chav ntsuas ntawm kev ntsuas, feem ntau raws li kev khiav ntawm VAX lub computer architecture.


Ntau tus neeg siv los ntsuas lub computer ceev ntawm lub moos tus nqi (feem ntau hauv MHz los sis GHz). Qhov no yog hais txog qhov pib ib ob ntawm lub ntsiab moos ntawm CPU. Txawm li cas los xij, qhov kev ntsuas no tseem ceeb heev, raws li lub cav nrog lub sij hawm ntau dua ntawm lub moos yuav tsis tas muaj kev ua tau ntau dua. Yog li, cov tuam ntxhab tau txav deb ntawm lub moos ceev raws li kev ntsuas ntawm kev ua tau zoo.


Lwm yam cwj pwm cuam tshuam txog kev khiav ceev, xws li kev ua haujlwm ntawm cov chav ua haujlwm, kev caij npav, muaj cim xeeb, thiab hom thiab kev qhia ntawm cov lus qhia hauv cov kev pabcuam.


Nws muaj ob lub hom kev ceev: latency thiab dhau los. Latency yog lub sij hawm nruab nrab ntawm kev pib thiab kev ua tiav. Los ntawm kev ua haujlwm yog qhov nyiaj ua haujlwm tau ua tiav ib lub sijhawm twg. Nrawm latency yog lub sijhawm tshaj plaws ntawm lub cev rau lub sijhawm ua haujlwm (xws li thaum tus tsav tsheb tiav txav ib co ntaub ntawv).


Kev ua haujlwm yog cuam tshuam los ntawm ntau txoj kev xaiv tsim - piv txwv, rubelining tus processor feem ntau ua rau mob plab zuj zus, tab sis ua kom zoo dua. Cov computers uas tswj cov khoom siv feem ntau yuav tsum tsis tshua muaj kev cuam tshuam cov latencies. Cov koos piv tawj no muaj nyob hauv ib qho chaw muaj sijhawm tiag tiag thiab tsis ua haujlwm yog tias qhov kev lag luam tsis tiav hauv lub sijhawm teev tseg. Piv txwv, lub computer tswj kev tiv thaiv kev tiv thaiv lub hauv tsev yuav tsum pib rau hauv lub sij hawm kom paub meej, luv luv tom qab tus nres tsheb nres los yog lwm tus tsis nres ntawm lub nres yuav tshwm sim.


Kev txheeb xyuas yuav siv txhua yam hauv qab no los ntawm kev ntsuas lub sijhawm uas lub koos pis tawj khiav los ntawm ntau cov kev xeem ntawv. Txawm hais tias benchmarking qhia tau zoo, nws yuav tsum tsis txhob ua li cas koj xaiv lub computer. Feem ntau cov ntsuas cov phom rau ntau yam kev ntsuas. Piv txwv, ib qho kev ua haujlwm yuav siv cov ntawv tshawb nrawm sai, tab sis lwm tus ua si yuav ua rau kev ua si ntau dua. Tsis tas li ntawd, cov neeg tsim qauv lag luam kuj yuav tsom xam thiab ntxiv nta tshwj xeeb rau lawv cov khoom, los ntawm kev kho vajtse lossis software, uas tso cai rau kev ntsuas kom sai sai tab sis tsis muaj qhov zoo sib xws rau kev paub tab.


Fais fab ua tau zoo

Cov tshooj ntsiab lus: Low-power electronics

Fais fab ua tau zoo yog ib yam tseem ceeb hauv kev ua lag luam niaj hnub. Kev siv hluav taws xob ntau dua tuaj yeem yuav raug pauv tau qis dua los yog siab dua. Qhov kev ntsuas thaum raug xa mus rau lub hwj huam siv hluav taws xob hauv kev siv computer yog MIPS / W (lab tus cov lus qhia hauv ib lub hlis twg ib zaug).


Niaj hnub nimno circuits muaj tsawg zog yuav tsum tau transistor raws li tus naj npawb ntawm transistors ib nti hlob. Qhov no yog vim txhua tus transistor uas muab tso rau hauv ib lub tshiab nti yuav tsum tau siv nws lub hwj chim thiab yuav tsum ua txoj hauv kev tshiab kom muaj zog. Txawm li cas los pes tsawg tus transistors ib nti pib ntawm nce qeeb tus nqi. Yog li ntawd, kev siv hluav taws xob ua kom pib ua qhov tseem ceeb, yog tias tsis tseem ceeb dua li tsim dua thiab ntau dua transistors mus rau hauv ib qho ntiv tes. Tsis ntev los no cov qauv tsim tawm tau qhia txog qhov no vim tias lawv ua tib zoo xyuas ntau zog txog kev siv hluav taws xob ntau dua li tsis tshua muaj siab hlo rau ntau lub transistors mus rau hauv ib lub chip li tau. Hauv lub ntiaj teb ntawm embedded computers, fais fab tuag tau ntev lawm yog ib lub hom phiaj tseem ceeb ntawm kev sib hla thiab latency.


Kev hloov hauv kev ua lag luam

Nce zaus hauv lub moos tau nce qeeb tshaj dhau ob peb xyoos dhau los, piv rau kev txo hwj chim txo kev txhim kho. Qhov no tau tsav los ntawm qhov kawg ntawm Moore Txoj Cai thiab thov kom ntev dua roj teeb lub neej thiab kev txiav tawm hauv kev loj hlob rau kev siv tshuab mobile. Qhov kev hloov no ntawm kev siab dua ntawm tus nqi zog rau kev siv zog thiab kev siv lub tshuab ua kom pom tau los ntawm kev txo kev lag luam hauv hwj chim, ntau npaum li 50%, uas tau tshaj tawm los ntawm Intel hauv lawv tso ntawm Haswell microarchitecture; qhov chaw uas lawv tso lawv lub hwj chim nqus ntawm 30-40 watts mus rau 10-20 watts. [18] Sib piv qhov no rau qhov kev khiav ceev ntawm 3 GHz mus rau 4 GHz (2002 txog 2006) nws pom tau tias qhov tseem ceeb ntawm txoj kev tshawb fawb thiab kev loj hlob yog hloov mus deb ntawm kev ua haujlwm ntau zaus thiab tsiv ntawm kev siv zog tsawg zog thiab kev siv tsawg dua qhov chaw.