Пропускная способность - шина
Cтраница 2
Когда подсоединяется новое устройство ввода-вывода, центральный хаб ( концентратор) распознает это и прерывает работу операционной системы. Затем операционная система запрашивает новое устройство, что оно собой представляет и какая пропускная способность шины для него требуется. Если операционная система решает, что для этого устройства пропускной способности достаточно, она приписывает ему уникальный адрес ( 1 - 127) и загружает этот адрес и другую информацию в регистры конфигурации внутри устройства. Таким образом, новые устройства могут подсоединяться на лету, при этом пользователю не нужно устанавливать новые платы ISA или PCI. Неинициализированные платы начинаются с адреса 0, поэтому к ним можно обращаться. [16]
 |
Конфигурация системы с шиной ISA. [17] |
Шина PC / AT - 16-разрядная шина данных и 24-разрядная шина адреса, рабочая тактовая частота до 8 МГц, но может применяться и МП с тактовой частотой 16 МГц, так как контроллер шины способен делить частоту пополам; имеет 7 линий для аппаратных прерываний и 4 канала DMA. Теоретическая пропускная способность шины данных равна 16 Мбайт / с, но реально она ниже, около 5 5 Мбайт / с, ввиду ряда особенностей ее использования. [18]
В качестве альтернативы МС фирмы Compaq, AST, HP, Olivetti, Epson и Nippon Electric ( группа девяти) разработали шину EISA ( Extended Industry Standard Architecture), которая снизу-вверх совместима с шиной PC AT. В этом плане PS / 2 30 - 286 можно рассматривать как первое поражение IBM в этой войне, однако, учитывая что для МС уже разработано и выпускается более 700 видов плат и 1800 разрабатывается [3], скорее всего на рынке будут существовать обе шины. С увеличением тактовой частоты МП вопрос о пропускной способности шины становится все более острым. [19]
При повышении быстродействия запоминающих устройств задержки, вносимые паразитными емкостями, протяженными линиями шины памяти, буферными и декодирующими схемами, приобретают все большую значимость и налагают все более заметные ограничения сверху на скорость обработки информации в ЭВМ. Работа шин в мультипроцессорных структурах сопряжена с необходимостью разрешения конфликтов между компьютерами, запрашивающими разрешения на управление шиной, что еще больше обостряет проблему, так как на каждую выборку данных и команд из памяти обычно затрачивается несколько процессорных циклов ожидания. Один из методов увеличения скорости обработки и пропускной способности шины памяти состоит в увеличении числа битов, передаваемых по шине параллельно. Разрядность шин микропроцессоров была сначала увеличена с 8 до 16, а затем до 32 бит. В больших ЭВМ часто применяются 64-разрядные шины, и среди микропроцессоров нового поколения могут быть 64-разрядные устройства, хотя их конструктивное оформление будет связано с определенными трудностями. [20]
ЭВМ определяется как время, затрачиваемое на выполнение одной арифметич. ЭВМ зависит от ее архитектуры, элементной базы, характера решаемых задач, скорости работы процессора, пропускной способности шины данных и скоростью обмена с внеш. [21]
МП Z80000 содержит встроенные блок управления виртуальной памятью и кэш-память команд данных емкостью 256 байт. В архитектурном плане процессор представляет собой шести-ступенчатый конвейер. Предусмотрена, кроме того, возможность обмена информацией с памятью в пакетном режиме, что позволяет, максимально используя пропускную способность шины, обходиться без применения более быстродействующих запоминающих устройств. После пересылки адреса могут иметь место несколько пересылок данных, тем самым эффективная пропускная способность шины может быть удвоена. [22]
При применении команды TSL для синхронизации мультипроцессора блок кэша, содержащий мьютекс, будет мотаться взад-вперед между центральным процессором, удерживающим блокировку, и центральным процессором, запрашивающим ее, если оба процессора изменяют содержимое блока. Для снижения шинного трафика запрашивающий центральный процессор выполняет команду TSL раз в 50 циклов шины, но центральный процессор, удерживающий блокировку, изменяет блок кэша между командами TSL. Если блок кэша состоит из 16 32-разрядных слов, для переноса каждого из которых требуется один цикл шины, а шина работает с частотой 400 МГц, какая часть пропускной способности шины съедается перемещением блока кэша взад-вперед. [23]
МП Z80000 содержит встроенные блок управления виртуальной памятью и кэш-память команд данных емкостью 256 байт. В архитектурном плане процессор представляет собой шести-ступенчатый конвейер. Предусмотрена, кроме того, возможность обмена информацией с памятью в пакетном режиме, что позволяет, максимально используя пропускную способность шины, обходиться без применения более быстродействующих запоминающих устройств. После пересылки адреса могут иметь место несколько пересылок данных, тем самым эффективная пропускная способность шины может быть удвоена. [24]
 |
Три варианта архитектуры мультипроцессоров с общей шиной. без кэша ( а. с кэшем ( б. с кэшем и собственной памятью ( в. [25] |
Если шина занята, центральный процессор просто ждет, пока она не освободится. В этом заключается проблема данной архитектуры. При 32 или 64 центральных процессорах шина будет постоянно занята, а производительность системы будет полностью ограничена пропускной способностью шины. [26]
Взаимодействие каждого транспьютера с другими транспьютерами и периферийными устройствами осуществляется посредством четырех коммуникационных каналов связи, имеющихся в составе БИС. Для передачи сообщений из внутренней и внекристальной локальной памяти по последовательным каналам применяется механизм блочных ПДП-пересылок. Интерфейсы связи и процессор работают одновременно, благодаря чему имеют место лишь незначительные потери производительности процессора. Использование прямых последовательных коммуникационных каналов делает ненужным арбитраж приоритетов, необходимый для предоставления шины в мультипроцессорных системах, и исключает проблемы, связанные с пропускной способностью шин и их перегрузкой при введении в систему новых процессоров. [27]
В данном задании вам предлагается сосчитать, какую нагрузку на шину оказывает спин-блокировка. Допустим, что выполнение каждой команды процессора занимает 5 не. Когда команда выполнена, выполняются все необходимые циклы шины. Каждый цикл шины занимает дополнительно 10 не. Какую часть пропускной способности шины потребляет процесс, выполняющий в цикле команду TSL, чтобы войти в критическую область. Предположим, что работает нормальное кэширование, поэтому сама выборка команды TSL не потребляет циклов шины. [28]
Одно экранное изображение содержит 2 25 Мбайт данных. Для показа плавных движений требуется 30 кадров в секунду, и следовательно, скорость передачи данных должна быть 67 5 Мбайт / с. В действительности дело обстоит гораздо хуже, поскольку чтобы передать изображение, данные должны перейти с жесткого диска, компакт-диска или DVD-диска через шину в память. Таким образом, пропускная способность шины должна быть 135 Мбайт / с, и это только для передачи видеоизображения. Но в компьютере есть еще центральный процессор и другие устройства, которые тоже должны пользоваться шиной, поэтому пропускная способность должна быть еще выше. [29]
Ускоренный графический порт и соответствующая ей технология разработаны и выпущены фирмой Intel Corp. Для реализации преимущества этой технологии необходим ПК, оборудованный либо шиной и разъемом AGP, либо видеосистемой AGP, встроенной в системную плату. Применение микросхем 440LX поддерживается AGP и допускает использование в машинах на базе Pentium II быстродействующей памяти SDRAM. Тестирование первых образцов ПК с указанной шиной показало, что качество изображений, выполненных в трехмерной графике, существенно повышается, однако повышение скорости воспроизведения видео, а также качества графики двухмерных изображений не подтверждено. Тем не менее, во второй половине 2002 г. выпущен ряд новых моделей микросхем и адаптеров на их основе, совместимых со стандартом AGP 8X, что повысило пропускную способность шины до 2 Гбайт / с. [30]
Страницы: 1 2 3