Scienze

  • Materia: Scienze
  • Visto: 7381
  • Data: 2005
  • Di: Redazione StudentVille.it

La ricerca delle prestazioni delle CPU

Metodi per ottenere maggiori prestazioni delle CPU.

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La contesa per ottenere una sempre maggiore potenza di elaborazione ha portato le CPU a svilupparsi su più fronti.  Prima di tutto crescono le velocità di clock, grazie al miglioramento dei processi produttivi operato nel grado di miniaturizzazione (riduzione delle distanze tra i componenti) e impiegando materiali migliori, come il rame in luogo dell'alluminio nella definizione dei percorsi elettrici all'interno dei chip. 

Il secondo aspetto sul quale i progettisti lavorano assiduamente è l'aumento dei grado di parallelismo dell'architettura dei processore, vale a dire che si cerca di far lavorare contemporaneamente, ad ogni ciclo di clock, parti differenti della CPU su più operazioni necessarie a diverse istruzioni. Il parallelismo nella gestione dei dati si concretizza in un approccio denominato SIMD (Singie lnstruction Multiple Data) che definisce una peculiarità di molti processori, come l'attuale generazione di CPU lntel, di effettuare operazioni su numerosi operandi contemporaneamente, grazie a unità di calcolo progettate appositamente. Il pipelining è invece una tecnica per accrescere il parallelismo nella gestione delle diverse fasi in cui è scomponibile l'esecuzione di ogni istruzione: un processare dotato di una pipeline a più stadi può, ad esempio, operare la decodifica di un'istruzione e contemporaneamente eseguire i calcoli necessari ad un'altra e memorizzare i risultati relativi a una terza.

I processori attuali sono dotati di più pipeline e sono pertanto detti su er-scalari. Un altro sistema per rendere un processare più efficiente è quello di dotarlo di nuove istruzioni, attentamente selezionate per rispondere alle mutate esigenze dei software più recente, così da rispondere direttamente alle richieste degli utilizzatori analizzate statisticamente.  A questa categoria appartengono le MMX di lntel, che sono 57 istruzioni dedicate alla grafica, alla riproduzione di filmati, alla sintesi vocale e alla trasmissione dati.  Come è noto anche AMD ha sviluppato un set di istruzioni denominato 3DNow! con analoghe finalità.Proprio ad un nuovo gruppo di istruzioni deve la sua notorietà il Pentium lli, arricchito dai suoi progettisti delle SSE (Streaming SIMD Extensions) e di una nuova modalità operativa che gli consente di sfruttare contemporaneamente istruzioni MMX, SSE e la FPU, avvalendosi, inoltre, di 8 nuovi registri a 128 bit. Grazie  alle 70 S E il pentium 3 si candida a ruolo di unico componente intelligente di un sistema di elaborazione, accentrando su di sé molti compiti svolti dai chip della scheda grafica, di quella audio, dei modem e degli adattatori di rete.

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