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工控电脑CPU的处理技术
责任编辑:深圳市泽创伟业科技有限公司 发布时间:2015-01-22 17:27:42
工控电脑CPU是工控电脑的核心部件,负责电脑的预算和控制。在工控电脑CPU中有多种的处理技术,分别有多线程,多核心,SMP,NUMA技术,乱序执行,分枝技术和控制器等。下面,深圳泽创伟业将为大家详细介绍工控电脑CPU的处理技术。
多线程:简称SMT,SMT可通过复制处理器上的结构状态,让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源,可最大限度地实现宽发射、乱序的超标量处理,提高处理器运算部件的利用率,缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。当没有多个线程可用时,SMT处理器几乎和传统的宽发射超标量处理器一样。多线程技术则可以为高速的运算核心准备更多的待处理数据,减少运算核心的闲置时间。
多核心:指单芯片多处理器。CMP是由美国斯坦福大学提出的,其思想是将大规模并行处理器中的SMP集成到同一芯片内,各个处理器并行执行不同的进程。这种依靠多个CPU同时并行地运行程序是实现超高速计算的一个重要方向,称为并行处理。与CMP比较,SMP处理器结构的灵活性比较突出。但是,当半导体工艺进入0.18微米以后,线延时已经超过了门延迟,要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下,由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计,每个核都比较简单,有利于优化设计,因此更有发展前途。IBM 的Power 4芯片和Sun的MAJC5200芯片都采用了CMP结构。多核处理器可以在处理器内部共享缓存,提高缓存利用率,同时简化多处理器系统设计的复杂度。
SMP:是指在一个计算机上汇集了一组处理器,各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。在这种技术的支持下,一个服务器系统可以同时运行多个处理器,并共享内存和其他的主机资源。SMP结构的机器可扩展性较差,很难做到100个以上多处理器,常规的一般是8个到16个,不过这对于多数的用户来说已经够用了。在高性能服务器和工作站级主板架构中最为常见,像UNIX服务器可支持最多256个CPU的系统。
NUMA技术:NUMA即非一致访问分布共享存储技术,它是由若干通过高速专用网络连接起来的独立节点构成的系统,各个节点可以是单个的CPU或是SMP系统。在NUMA中,Cache 的一致性有多种解决方案,一般采用硬件技术实现对cache的一致性维护,通常需要操作系统针对NUMA访存不一致的特性进行特殊优化以提高效率,或采用特殊软件编程方法提高效率。
乱序执行:是指CPU允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。这样将根据个电路单元的状态和各指令能否提前执行的具体情况分析后,将能提前执行的指令立即发送给相应电路单元执行,在这期间不按规定顺序执行指令,然后由重新排列单元将各执行单元结果按指令顺序重新排列。采用乱序执行技术的目的是为了使CPU内部电路满负荷运转并相应提高了CPU的运行程序的速度。
分枝技术:指令进行运算时需要等待结果,一般无条件分枝只需要按指令顺序执行,而条件分枝必须根据处理后的结果,再决定是否按原先顺序进行。
控制器:许多应用程序拥有更为复杂的读取模式,并且没有有效地利用带宽。典型的这类应用程序就是业务处理软件,即使拥有如乱序执行这样的CPU特性,也会受内存延迟的限制。这样CPU必须得等到运算所需数据被除数装载完成才能执行指令。
想了解更多关于工控电脑CPU处理技术的问题,详情请咨询深圳泽创伟业。
多线程:简称SMT,SMT可通过复制处理器上的结构状态,让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源,可最大限度地实现宽发射、乱序的超标量处理,提高处理器运算部件的利用率,缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。当没有多个线程可用时,SMT处理器几乎和传统的宽发射超标量处理器一样。多线程技术则可以为高速的运算核心准备更多的待处理数据,减少运算核心的闲置时间。
多核心:指单芯片多处理器。CMP是由美国斯坦福大学提出的,其思想是将大规模并行处理器中的SMP集成到同一芯片内,各个处理器并行执行不同的进程。这种依靠多个CPU同时并行地运行程序是实现超高速计算的一个重要方向,称为并行处理。与CMP比较,SMP处理器结构的灵活性比较突出。但是,当半导体工艺进入0.18微米以后,线延时已经超过了门延迟,要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下,由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计,每个核都比较简单,有利于优化设计,因此更有发展前途。IBM 的Power 4芯片和Sun的MAJC5200芯片都采用了CMP结构。多核处理器可以在处理器内部共享缓存,提高缓存利用率,同时简化多处理器系统设计的复杂度。
SMP:是指在一个计算机上汇集了一组处理器,各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。在这种技术的支持下,一个服务器系统可以同时运行多个处理器,并共享内存和其他的主机资源。SMP结构的机器可扩展性较差,很难做到100个以上多处理器,常规的一般是8个到16个,不过这对于多数的用户来说已经够用了。在高性能服务器和工作站级主板架构中最为常见,像UNIX服务器可支持最多256个CPU的系统。
NUMA技术:NUMA即非一致访问分布共享存储技术,它是由若干通过高速专用网络连接起来的独立节点构成的系统,各个节点可以是单个的CPU或是SMP系统。在NUMA中,Cache 的一致性有多种解决方案,一般采用硬件技术实现对cache的一致性维护,通常需要操作系统针对NUMA访存不一致的特性进行特殊优化以提高效率,或采用特殊软件编程方法提高效率。
乱序执行:是指CPU允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。这样将根据个电路单元的状态和各指令能否提前执行的具体情况分析后,将能提前执行的指令立即发送给相应电路单元执行,在这期间不按规定顺序执行指令,然后由重新排列单元将各执行单元结果按指令顺序重新排列。采用乱序执行技术的目的是为了使CPU内部电路满负荷运转并相应提高了CPU的运行程序的速度。
分枝技术:指令进行运算时需要等待结果,一般无条件分枝只需要按指令顺序执行,而条件分枝必须根据处理后的结果,再决定是否按原先顺序进行。
控制器:许多应用程序拥有更为复杂的读取模式,并且没有有效地利用带宽。典型的这类应用程序就是业务处理软件,即使拥有如乱序执行这样的CPU特性,也会受内存延迟的限制。这样CPU必须得等到运算所需数据被除数装载完成才能执行指令。
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