PPT《EPIC技术》

EPIC技术 Team Member:033319 田瑛033292 陈昱安033306 黄哲清 大纲 各大企业对EPIC技术及其相关技术的应用 EPIC的关键特性 现代科技发展对EPIC技术的需求 与CISC和RISC相比EPIC技术的优点 何为EPIC技术 何为EPIC技术 Explicitly Parallel Instruction Computing 显性并行指令计算技术 何为EPIC技术:1.

将无依赖关系的指令组合成一个组 例: 编译器来做这件事,每组的最多指令书受限制 何为EPIC技术:2.由内置的执行单元读入分组的指令群并执行 假设每条指令经过fetch, decode, execute, write四个步骤完成 1t 2t 3t 4t 5t 6t 何为EPIC技术:3.利用简单的硬件提高指令的并行度 编译时,软件已经决定了各条指令的分配情况 因此仅利用简单的硬件就可提高指令的并行度 EPIC技术可以降低处理器的成本 大纲 各大企业对EPIC技术及其相关技术的应用 EPIC的关键特性 现代科技发展对EPIC技术的需求 与CISC和RISC相比EPIC技术的优点 何为EPIC技术 与CISC和RISC相比 EPIC技术的优点之一:可将CISC与RISC指令结构置于同一处理器中.就是说用同一个cpu既可以处理基于windows的应用也可以处理基于unix的应用.而这些工作仅仅通过bios设置就可以实现. 与CISC和RISC相比 EPIC技术的优点之二: EPIC不遵循顺序指令处理,而是通过预报和推测要处理的功能,使处理性能大幅提高. 与CISC和RISC相比 EPIC技术的优点之三: EPIC减少了分支数、处理路径数及分支误预测,使处理速度远高于目前CISC和RISC处理器. 与CISC和RISC相比 EPIC技术的优点之四: EPIC技术减少了存储器对处理器的潜在影响.尤其是EPIC技术能解决目前RISC及CISC技术中存在的性能局限. 大纲 各大企业对EPIC技术及其相关技术的应用 EPIC的关键特性 现代科技发展对EPIC技术的需求 与CISC和RISC相比EPIC技术的优点 何为EPIC技术 对EPIC技术的需求(1)挑战高性能技术计算 例:为美国西北太平洋国家实验室(PNNL)能源部开发的超级计算机.这种新系统拥有1400个英特尔安腾2处理器、1.8TB内存和170TB硬盘空间,每秒钟将能够执行8.3万亿次浮点运算. 开发完成后,它将成为世界上功能最强大的基于Linux的超级计算机之一,使PNNL研究人员能够以比原有系统快30倍的速度处理复杂的应用. EPIC的强大能力和经济的价格有助于科学家们突破当前计算能力的限制. 准确定量分析 日益复杂的系统模型 这种分布式系统将采用以EPIC技术为基础英特尔安腾2处理器 对EPIC技术的需求(2)挑战企业计算 1.商业领域的计算需求日益增长2.由于用户量的增加,自动化处理的复杂流程等原因,各大公司要求更高的计算能力3.各公司在交易和处理过程中不断进行企业和部门间整合,这极大增加了工作负载和企业的数据量.这些业务需求不仅要求增强传统应用(如额外特性和功能),同时还增加了计算需求. 对EPIC技术的需求(3)创新解决方案 EPIC计算模式是专门为实现高效并行性而设计的,旨在同时处理多个指令或进程.EPIC技术已使许多关键类型应用获得了业界领先的性能,而且在未来这种优势将会日益显著.在其它计算模式中,并行处理机会必须由处理器本身来识别.EPIC提供了一种增强的指令集,使编译器能够在软件代码到达处理器之前明确地识别出并行处理机会.硬件和软件可根据自身能力选择应用以使其得到最佳处理.编译器还调整了程序,以优化效率.该处理器能够以最快的速度简单地并行处理各种指令.这种处理分工不但带来了立竿见影的性能优势,而且还为性能扩展提供了更多机会. 大纲 各大企业对EPIC技术及其相关技术的应用 EPIC的关键特性 现代科技发展对EPIC技术的需求 与CISC和RISC相比EPIC技术的优点 何为EPIC技术 EPIC技术的关键特性--1.显式并行性 获得高度并行性是EPIC高效计算的关键. EPIC还能够灵活地提高未来处理器的并行性.处理器必须要能够支持高度的并行性来优化总体吞吐量.EPIC计算模式具备的众多特性使其非常适于该项任务,包括广泛的计算资源、增强的预测和推测能力. EPIC技术的关键特性--2.预测能力 在分支密集型代码中,条件分支会成为总体吐量的主要限制因素.在其它体系结构中,条件分支未处理之前处理器不可能向前运行.在EPIC计算模式下,它还使处理器能够预先载入指令和数据,并同时针对两个分支开始处理.一旦条件语句得到处理,收集到的不正确路径的信息就会被删除,从而使处理器能够绕过一个条件分支而不必等待它被解决,进而显著提高了并行处理效率. EPIC技术的关键特性--3.分类分支 条件分支由三个单独的动作组成:做出是否分支的决定提供目标地址对PC计数器实际数值的改变 通过分离这些动作,可以早在指令流的时候并行的执行多个比较.此外,多个目标也可以指定(列入清单),并且指令可以从这些路径进行预取.这样,PC值的改变可以一直推迟到一条有多路作用的清晰分支指令或者设置分支指令之后. EPIC技术的关键特性--4.存储层次的编译器控制 EPIC体系结构能够提供给硬件一些提示包括装载操作可能的潜伏期和一个装载或者存储数据项可能的位置. EPIC技术的关键特性--5.控制预测 为了尽早启动装载,必须在一个分支前启动. EPIC体系结构提供一种猜测性形式来装载和标识操作数.当预测指令造成异常,异常被标记结果延缓.只有当非预测性指令读标记操作数时异常被处理.因而如果分支没有被采纳,异常不会发生,因此跟随最初程序的语义. EPIC技术的关键特性--6.数据猜测 为了能够重新安排存取指令,编译器必须知道指令所涉及的内存地址.由于别名技术,编译器不能总是在编译期做到这点. 当别名情况的出现只有较小可能性时,EPIC体系结构提供了预测性装载. 猜测性装载总是尽可能早的启动装载,而且在需要用到载入值的地方,改为数据确认装载. 大纲 各大企业对EPIC技术及其相关技术的应用 EPIC的关键特性 现代科技发展对EPIC技术的需求 与CISC和RISC相比EPIC技术的优点 何为EPIC技术 EPIC技术的应用举例 英特尔IA-64架构 此IA-64处理器的特点:能够同时处理许多操作,大量的寄存器集合、一流的浮点运算性能、巨大的内存寻址能力、 判定 (predication)与 推测 (speculation)功能等,共同使得基于IA-64处理器的服务器能够满足电子商务应用的高要求. HP的Integrity Superdome服务器系统以Intel Itanium 2为基础,而Intel Itanium 2处理器采用具有开放特质的IA-64EPIC系统构架.HP的这款服务器主要用于全面分析、快速决策、透过收集、分析和处理大量原始数据和模拟自然现象与产品,以求快速获得最终分析结果.它可减少科学突破时间和增加突破深度,缩短新产品上市时间,并提高复杂设计的可信度. IBM、Microsoft、Sun等公司都积极推出基于IA-64平台的操作系统. ........