Tài liệu KIẾN TRÚC MÁY TÍNH (Computer Architecture) pot

KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
Th.s Nguyễn Hồng Nam

Computer Architecture
Đại học Tôn Đức Thắng
Chương 5
Một số dạng kiến trúc máy tính
1. Kiến trúc máy tính song song
2. Kiến trúc đa xử lý đối xứng
1. Kiến trúc máy tính song song
Đại học Tôn Đức
Thắng
1. Khái niệm
2. Các mô hình kiến trúc song song
3. Giải thuật song song
1. Khái niệm
Đại học Tôn Đức
Thắng
 Kiến trúc máy tính tuần tự (kiến
trúc Von-Neumann) tiến đến giới hạn
tốc độ
 Cần các kiến trúc song song
SISD, SIMD, MISD, MIMD
 CPU Intel:
 SIMD
 Pipelining với branch prediction
Máy tính dạng SIMD và MIMD
Đại học Tôn Đức
Thắng
 SIMD
 Vector computer

 MIMD  kiến trúc song song
 MultiProcessor  Parallel
Computer
 Multicomputer  Distributed
system
Phân loại kiến trúc máy tính song song
Đại học Tôn Đức
Thắng
2. Các mô hình kiến trúc song song
Các thành phần:
Các bộ xử lý
Các bộ nhớ
Các thiết bị I/O
Hệ thống kết nối
Đại học Tôn Đức
Thắng
Các cấp kiến trúc máy tính song song
Đại học Tôn Đức
Thắng
Ví dụ: siêu phân luồng trên Pentium 4
Đại học Tôn Đức
Thắng
Ví dụ: Multiprocessor
Đại học Tôn Đức
Thắng
a) Multiprocessor với 16 CPU dùng chung 1 bộ nhớ
b) Một hình ảnh được chia thành 16 phần cho 16 CPU xử lý
Ví dụ: Multiprocessor
Đại học Tôn Đức
Thắng

a) Multicomputer với 16 CPU, mỗi CPU có bộ nhớ riêng
b. Một hình ảnh được chia thành 16 phần trên 16 bộ nhớ
Kiến trúc Cluster
Đại học Tôn Đức
Thắng
Các sơ đồ kết nối tĩnh
Đại học Tôn Đức Thắng
Kết nối động dùng switches
Đại học Tôn Đức Thắng
Bộ nhớ dùng chung (shared memory)
Đại học Tôn Đức Thắng
Bộ nhớ dùng chung (tt)
Đại học Tôn Đức Thắng
Distributed system
Đại học Tôn Đức Thắng
3. Giải thuật song song
Được thiết kế qua 4 giai đoạn:
 Phân chia
 Truyền thông
 Tích tụ
 Ánh xạ
Đại học Tôn Đức Thắng
II. SMP
Đặc điểm
Ví dụ
Hoạt động
Đại học Tôn Đức Thắng
1. Đặc điểm
Tăng hiệu suất máy vi tính dùng
CPU Intel

Tương thích với máy AT
 Hoạt động như máy 1 CPU với hệ điều hành
1 CPU
Dùng cho các CPU Intel từ 80486
 CPU có hỗ trợ multiprocessor
 Các CPU hoàn toàn tương đương
 Cấu hình mặc định: 2 CPU, tối da 16 CPU
Đại học Tôn Đức Thắng
1. Đặc điểm (tt)
Các CPU dùng chung bộ nhớ:
 Các CPU dùng chung một không gian địa
chỉ
 Chỉ có1 bản hệ điều hành trên bộ nhớ
 Chương trình có thể thực hiện trên mọi CPU
Các CPU dùng chung hệ thống I/O
 Hoạt động với các tiêu chuẩn bus ISA, PCI
Đại học Tôn Đức Thắng
Ví dụ
Đại học Tôn Đức Thắng
Ví dụ (tt)
BSP Bootstrap Processor
AP Application Processor
APIC Advanced Programmable
Interrupt Controller
ICC Interrupt Controller
Communication
Đại học Tôn Đức Thắng
3. Hoạt động
Đại học Tôn Đức Thắng
Ví dụ

Đại học Tôn Đức Thắng