Научная статья на тему 'Особенности архитектур и режимов работы современных микропроцессоров'

Особенности архитектур и режимов работы современных микропроцессоров Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

CC BY
577
56
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МИКРОПРОЦЕССОР / MICROPROCESSOR / МНОГОЯДЕРНОСТЬ / MULTICORE / VLIW-ПРОЦЕССОР / VLIW ARCHITECTURE / СУПЕРСКАЛЯРНЫЙ ПРОЦЕССОР / SUPERSCALAR PROCESSOR / АРХИТЕКТУРА EPIC / EPIC ARCHITECTURE

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Дашкевич Евгений Артурович

В современных микропроцессорах широко используется конвейерная обработка. Эффективная работа конвейера может быть нарушена из-за конфликтов. Стремление максимально повысить производительность процессора привело к использованию различных подходов к устранению конфликтов. Большой упор сделан на совершенствование методов моделирования микропроцессоров на этапе их разработки. В зависимости от методов устранения и избежания конфликтов микропроцессоры классифицируются на различные архитектуры. Данная статья представляет собой обзор различных архитектур современных микропроцессоров.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Особенности архитектур и режимов работы современных микропроцессоров»

Проведенные исследования, связанные с разработкой методики оценки и прогнозирования рисков инфраструктурных ИТ-проектов, являются актуальными для компаний с подразделениями, нацеленными на реализацию крупных поставочных ИТ-проектов: сформирован реестр рисков инфраструктурных ИТ-проектов и разработана методика прогнозирования и оценки рисков инфраструктурных ИТ-проектов. Полученные результаты апробированы, методика эффективна и рекомендована к использованию при разработке и внедрении подсистемы управления рисками в системах управления проектами компании, деятельность которых связана с реализацией инфраструктурных ИТ-проектов.

Список литературы / References

1. ГОСТ Р ИСО/МЭК 51901.23-2012 - Менеджмент риска. Реестр риска. Руководство по оценке риска опасных событий для включения в реестр риска. М: Стандартинформ, 2014.

2. ГОСТ Р ИСО/МЭК 51901.23-2012 - Менеджмент риска. Реестр риска. Руководство по оценке риска опасных событий для включения в реестр риска. М: Стандартинформ, 2014.

3. МандельИ.Д. Кластерный анализ. М.: Финансы и статистика, 1988. 176 с.

ОСОБЕННОСТИ АРХИТЕКТУР И РЕЖИМОВ РАБОТЫ СОВРЕМЕННЫХ МИКРОПРОЦЕССОРОВ Дашкевич Е.А. Email: Dashkevich641@scientifictext.ru

Дашкевич Евгений Артурович — магистрант, кафедра вычислительной техники, институт автоматики и информационных технологий, Самарский государственный технический университет, г. Самара

Аннотация: в современных микропроцессорах широко используется конвейерная обработка. Эффективная работа конвейера может быть нарушена из-за конфликтов. Стремление максимально повысить производительность процессора привело к использованию различных подходов к устранению конфликтов. Большой упор сделан на совершенствование методов моделирования микропроцессоров на этапе их разработки. В зависимости от методов устранения и избежания конфликтов микропроцессоры классифицируются на различные архитектуры. Данная статья представляет собой обзор различных архитектур современных микропроцессоров. Ключевые слова: микропроцессор, многоядерность, VLIW-процессор, суперскалярный процессор, архитектура EPIC.

FEATURES OF ARCHITECTURES AND MODES OF WORK OF MODERN MICROPROCESSORS Dashkevich E.A.

Dashkevich Eugeny Arturovich — Master's Degree Student, DEPARTMENT INSTRUMENT ENGINEERING, INSTITUTAUTOMATION AND INFORMATION TECHNOLOGY, SAMARA STATE TECHNICAL UNIVERSITY, SAMARA

Abstract: pipeline processing is widely used in modern microprocessors. Effective work of the pipe can be interrupted because of conflicts. The desire to maximize the performance of the processor led to the use of different approaches to conflict resolution. Great emphasis is placed on improving the methods of modeling microprocessors at the stage of their development. Depending on the methods of eliminating and avoiding conflicts, microprocessors are classified into different architectures. This article is an overview of the various architectures of modern microprocessors.

Keywords: microprocessor, multicore, VLIW architecture, superscalar processor, EPIC architecture.

УДК 004.318

Современные высокопроизводительные вычислительные системы востребованы в широком диапазоне областей. Производительность микропроцессорных систем (МС) ежегодно возрастает на 25-35%. Проектирование вычислительных систем и сетей современной архитектуры — сложная задача, включающая в себя разработку, тестирование и отладку как аппаратного, так и программного обеспечения.

Одним из методов повышения эффективности разработки на всех этапах проектирования является использование комплекса программ, моделирующих работу микропроцессора и МС в

целом, а также их базовых компонентов в отдельности. Значительно сократить время разработки можно за счет построения моделей исследуемых систем [1]. Подобные модели исполняются на инструментальной (хостовой) машине и с определенной точностью воспроизводят поведение целевой (моделируемой) машины. Принцип работы заключается в интерпретации инструкций целевой машины в моделируемом окружении. Это позволяет сопоставлять альтернативы и обоснованно вырабатывать решения, как при реализации новых микропроцессорных архитектур, так и при создании вычислительных средств на основе стандартных архитектурных спецификаций. В настоящее время так действуют многие ведущие компании в области компьютерных технологий, хотя существенные детали их методов остаются закрытыми.

Современные микропроцессоры содержат десять и более обрабатывающих устройств, построенных по конвейерному принципу. Эффективная загрузка параллельно функционирующих конвейеров обеспечивается либо аппаратурой процессора, либо компилятором, который строит такой исполняемый модуль, который максимально загружает все конвейеры. Процессоры, работающие по первому принципу, называются суперскалярными, а по второму - с очень длинным командным словом (VLIW).

Работа любого конвейера может быть приостановлена из-за конфликтов, которые принято разделять на три основных типа: по данным, по управлению и структурные. Оптимизирующий компилятор может построить код, в котором не будет конфликтов по данным и структурных. При этом количество одновременно выполняемых команд будет равно числу конвейеров, т.е. можно считать, что в процессоре выполняется одна очень длинная команда. Именно такой подход используется во VLIW-процессорах.р] Они имеют очень простую структуру и высокое быстродействие. Недостатком таких процессоров является то, что исполняемый код программы зависит от структуры устройства (от числа конвейеров). Для новой модели процессора программу нужно перекомпилировать. Разработчики обычно не поставляют исходный текст программы, что ограничивает применение VLIW-процессоров областью научных исследований.

В суперскалярных процессорах используются все возможные способы устранения конфликтов. Они реализуются динамически. С ростом числа конвейеров увеличивается сложность устройства управления (УУ) ими, а также задержки в УУ. Считается, что максимальное количество конвейеров равно 10, а число ступеней в них - 20 [3]. Фирма АМД утверждает, что оптимальным является 10 ступеней (при большем числе увеличиваются потери из-за неправильного предсказания переходов). Основным достоинством суперскалярных процессоров является независимость исполняемого кода программы от их структуры и возможность его выполнения на любой модели процессора. Это достоинство определило преимущественное распространение суперскалярных процессоров.

Процессоры с явным параллелизмом команд (EPIC - Explicitly Parallel Instruction Computing) сочетают в себе достоинства обеих архитектур. По сути, архитектура EPIC - это эволюция архитектуры VLIW, которая абсорбировала в себе многие концепции суперскалярной.

EPIC имеет следующие отличия от VLIW, которые позволяют устранить недостатки последней:

- Каждая группа из нескольких команд (инструкций), называемая бандлом (bundle), может иметь стоповый бит, обозначающий, что следующая группа зависит от результатов работы данной. Информация о зависимостях вычисляется компилятором, и поэтому аппаратуре не придётся проводить дополнительную проверку независимости операндов.

- Для предподкачки данных используется команда программной подкачки. Эта операция увеличивает вероятность того, что к моменту исполнения команды загрузки данные уже будут в кэше.

- Инструкции проверки загрузки обеспечивают устранение конфликтов по данным.

Архитектура EPIC также включает в себя несколько концепций для увеличения параллелизма

команд:

- Предсказание ветвлений используется для устранения конфликтов по управлению.

- Отложенные исключительные ситуации, использующие бит Not a thing в регистрах общего назначения, которые позволяют продолжать спекулятивное исполнение даже после исключительных ситуаций.

- Крайне большой регистровый файл, чтобы избежать необходимости в переименовании регистров.

Список литературы / References

1. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов /

В.Л. Бройдо, О.П. Ильина. СПб.: Питер, 2011. 560 с.

2. Щербаков Е.С., Тихорский В.В. Командная модель как базис для потактовой модели микропроцессора УЬ^ архитектуры, Высокопроизводительные вычислительные системы и микропроцессоры: сборник трудов. ИМВС РАН. № 2, 2001. С. 76-78.

3. КлейнрокЛ. Вычислительные системы с очередями. М.: Мир, 1979. 600 с.

АВТОМАТИЗАЦИЯ РИСК-МЕНЕДЖМЕНТА Буторин Н.Н.1, Павлов Д.А.2 Email: Butorin641@scientifictext.ru

'Буторин Николай Николаевич — студент магистратуры;

2Павлов Данила Александрович - студент магистратуры, кафедра прикладной информатики, институт экономики статистики и информатики Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, г. Москва

Аннотация: рассмотрен подход к практической реализации интегрированной системы риск-менеджмента с целью улучшения организации управления рисками на предприятии. Проведена оценка рисков на основе экспертного метода. Был составлен список требований к разрабатываемой модели ИСУР. Проанализирована результативность внедрения автоматизированной системы управления рисками на предприятии. В итоге предложен подход к практической реализации интегрированной системы риск-менеджмента для снижения финансовой нестабильности на предприятии на основе анализа удельного веса рисков и вероятности их проявления.

Ключевые слова: риск, финансовый риск, управление рисками, интегрированная система, риск-менеджмент.

AUTOMATION OF RISK MANAGEMENT Butorin N.N.1, Pavlov DA.2

'Butorin Nikolay Nikolaevich - Student of the Magistracy;

2Pavlov Danila Alexandrovich - Students of the Magistracy, DEPARTMENT OF APPLIED INFORMATICS, INSTITUTE OF ECONOMICS OF STATISTICS AND INFORMATICS

RUSSIAN ECONOMIC UNIVERSITY G. V. PLEKHANOV, MOSCOW

Abstract: the approach to the practical implementation of the integrated risk management system with the purpose of improving the organization of risk management in the enterprise is considered. The risk assessment is based on the expert method. A list of requirements for the developed ISIS model was compiled. The effectiveness of implementing an automated risk management system at the enterprise is analyzed. As a result, an approach was proposed to the practical implementation of an integrated risk management system to reduce financial instability in the enterprise based on an analysis of the share of risks and the likelihood of their occurrence.

Keywords: risk, financial risk, risk management, integrated system, risk management.

УДК 004.4

В 1934 году была создана единая система обеспечения Красноярского края нефтепродуктами. Во вновь организованное управление первоначально входили 14 небольших, по существу немеханизированных нефтебаз [1]. В настоящее время исследуемое предприятие по обеспечению нефтепродуктами имеет структуру, обладающую следующими преимуществами:

- высокий уровень компетентности специалистов и их квалификации;

- высокая эффективность для выполнения отработанных планов при эффективной деятельности предприятия.

Проведенная нами оценка рисков на основе экспертного метода позволила выявить риски предприятия - многочисленные финансовые риски, которые существенно влияют на результаты деятельности экономического субъекта. Из всего перечня выделены приоритетные риски: риск превышения кредиторской задолженности над дебиторской задолженностью (25,16%); риск роста кредиторской задолженности (18,83%); риск снижения оборачиваемости оборотных активов (12,8%). Поэтому вопрос построения интегрированной системы управления рисками весьма актуален для Компании в целом, в состав которой входит 9 филиалов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.