Организация вычислительных систем и сетей. Халабия Р.Ф. - 115 стр.

способности сохранять высокое быстродействие и при передаче между
кристаллами. Это возможно за счет размещения на одном кристалле как
биполярных цепей, так и цепей КМОП. Последние используются для схем
внутри кристалла, а первые — для внешних усилителей.
      БиКМОП отлично подходит для многокристального процессора, хотя и
сопровождается      большим    выделением     тепла.   Для    иллюстрации:
семикристальный модуль АЗО рассеивает приблизительно 130 Вт. Можете
сравнить это со 130-Вт электролампочкой, находящейся в коробке, длина
сторон которой всего 63,5 мм. Без воздушного охлаждения такому модулю не
обойтись - вот почему этот процессор используется только в модулях старших
моделей AS/400 - 530 и 535.
      Чтобы понять, почему для реализации процессора необходимо так много
транзисторов, рассмотрим подробнее его кристаллы.         В состав шести
кристаллов одного процессора входят кристалл процессорного блока (PU —
Processing Unit), Кристалл блока плавающей точки (FPU — Floating-Point Unit)
и четыре одинаковых кристалла блоков управления основной памятью (MSCU
— Main Store Control Unit).
      На Кристалле PU расположены кэш команд, блок переходов и блок
фиксированной точки. Кэш команд (8 Кбайт, ширина 32 байт) может выбирать
из памяти за один такт 32 байт (восемь команд). Для передачи больших
объемов данных за один такт предназначены 32-байт тракты данных. Даже
регистровый стек блока фиксированной точки рассчитан на загрузку или
сохранение четырех 64-разрядных регистров за такт.
       FPU размещается на отдельном кристалле и поддерживает стандарт IEEE
для операций с плавающей точкой. Этот блок способен выдавать результат в
каждом такте, обеспечивая очень высокую производительность команд с
плавающей точкой для данного процессора.         Четыре команды за такт
передаются от кристалла PU на кристалл FPU по 16-байт Р-шине. Вся
информация, хранящаяся в памяти, также пересылается из PU по Р-шине в кэш
данных, откуда она выбираются для FPU со скоростью 32 байт/такт. Данные из
FPU и PU пересылаются в кэш данных по 16-байт шине записи.
       MSCU реализует кэш данных и интерфейс памяти. Все четыре кристалла
совместно предоставляют 256-Кбайт кэш и интерфейсы к шинам данных (см.
рис. 8.2.). При конвейерных обращениях к кэшу за один такт считывается 32 и
сохраняется 16 байт данных. MSCU поддерживает многопроцессорные
конфигурации, обеспечивая когерентность кэшей разных процессоров.
      PU и FPU вместе насчитывают пять конвейеров, однако в каждом цикле
может быть распределено только четыре команды:
      перехода (включая операцию над содержимым регистре условия);
      загрузки/сохранения;
      арифметики с фиксированной точкой;
      фиксированной точки для логических операций сдвига или циклического
сдвига, или команда плавающей точки.



                                    115