Processzor fogalomtár

Írta: Papdi Attila

3Dnow!: Az AMD által kifejlesztett utasításkészlet, az x86-hoz képpest 21 új utasítást tartalmaz a multimédiás feladatok gyorsítására.

3Dnow! Professional: Az Extended 3Dnow! Intel SSE utasításokkal kiegészített változata.

ALU: Aritmetical Logic Unit. Aritmetikai és logikai egység. A processzornak ez a része végzi a matematikai és logikai műveleteket. Egyszerű logikai áramkörből épül fel: összeadni, letépni, összehasonlítani és invertálni tud.

Cache: Nagyon gyors memória. Statikus RAM-ból épül fel és nem igényel frissítést, elérési ideje kb. 15-35ns. Előállítása nagyon drága.

C'n'Q: Cool'n'Quiet. Az AMD által kifejlesztet technológia. Lehetőséget ad a processzor teljesítményfelvételének drasztikus csökkentésére, ha tipikusan kis teljesítményt igénylő alkalmazásokat (pl.: szövegszerkesztő, böngésző, táblázatkezelő, stb.) futtatunk.

CU: Control Unit. Vezérlőegység. Irányítja a feldolgozás folyamatát, a számítógép működését ütemezi.

EIST: Enhanced Intel Speedstep Technology. Az Intel által kifejlesztet technológia. Lehetőséget ad a processzor teljesítményfelvételének drasztikus csökkentésére, ha tipikusan kis teljesítményt igénylő alkalmazásokat (pl.: szövegszerkesztő, böngésző, táblázatkezelő, stb.) futtatunk.

Elágazásbecslés: Az elágazásbecslés a csővezeték megjelenésével vált szükségessé. Problémát az jelenti, hogy a csővezeték kifejezetten szekvenciális kódsorozatok futtatására alkalmas, ilyenkor ugyanis biztosak vagyunk benne melyik a következő betöltendő utasítás. A programokban viszont elágazások is találhatók (nem is kevés). Ha az elágazás előtti utasítás még nincs kiértékelve, akkor két lehetőség van:

1. Dönteni kell melyik utasítás betöltésével folytatjuk tovább a feldolgozást. Ha jó utasítást töltöttünk be, akkor nincs semmi baj, hiszen folytatódhat a program futása, ellenkező esetben ki kell teljesen üríteni a csővezetéket, és újra kell kezdeni a számítást az elágazás előtti pontról. Nem nehéz kitalálni, hogy minél hosszabb a csővezeték annál nagyobb a teljesítményveszteség hibás becslés esetén.

2. Addig nem töltjük be a következő utasítást, amíg ki nem derül merre ágazik el a program. Ennél a megoldásnál az a baj, hogy nem tudjuk mikorra lesz kiértékelve a feltétel és eldugulhat a csővezeték, ami legalább annyira nagy probléma, mint ha rossz utasítást töltenénk be.

Tökéletes algoritmus nem létezik az elágazásbecslésre, hibás betöltés mindig előfordul.

EM64T: Az Intel 64-bites - az AMD-től licenszelt - utasításkészlete. Teljesen megegyezik az x86-64-gyel.

Extended 3Dnow!: Az alap 3Dnow! 24 új utasítással kiegészített változata.

Futószalaghossz (Csővezeték): A modern processzorokat lényegében több önálló feldolgozó egységre bontják. Ezzel a módszerrel lekezelhető, hogy a processzor több feladattal foglalkozzon párhuzamosan. A utasítás végrehajtását több lépcsőben végzik. Az alábbi ábra egy egyszerű csővezeték kialakítást szemlélteti 5 fokozattal:

Jelenleg 5 órajelciklusra van szükségünk ahhoz, hogy az utasítást végrehajtsuk. A folyamatot az utasítás beolvasásával, és dekódolásával kezdjük, majd beolvassuk az operandust (az adat amin végre kell hajtani az utasítást), ezután következik maga a végrehajtás, végül pedig az eredményt visszaírjuk a registerbe. A párhuzamosság abban rejlik, hogy amikor az első feladat az utasítás dekodóláshoz ér (második órajelciklus), akkor az utasításbeolvasó egység megkezdheti a következő utasítás beolvasását, és így tovább. Ezt a folyamatot láthatjuk itt lerajzolva. Természetesen ettől a modelltől eltérő csővezetékmodellek is vannak. Például két csővezetéket is helyezhetünk a processzorba, illetve azt is megtehetjük, hogy csak a funkcionális utasításvégrehajtó egységek számát növeljük.

Hyper-Threading: Gyakorlatilag egy processzorból logikailag kettőt formál. Tudnia kell a két folyamat között különbséget tenni, illetve a jelzőbitek segítségével több állapotot kell kezelnie. A várható teljesítménynövekedés erősen alkalmazásfüggő (előfordulhat teljesítménycsökkenés is, mert a két szál zavarhatja egymást). Fontos, hogy a futtatott programnak direkten, támogatnia kell a többszálú munkavégzést. Kihasználásához több szálat kezelő Windows operációs rendszer vagy a legújabb verziójú Linux disztribúciók szükségesek.

Macro-fusion: Az Intel által használt technológia. A processzor a sűrűn használt utasításokat összevonja egy utasításcsoportba, így egy órajel alatt több utasítás is végrehajtható.

MIPS: Millions of Instructions Per Second. Millió utasítás másodpercenként. A processzorok teljesítményének mutatója.

MMX: Az Intel által kifejlesztett utasításkészlet, az x86-hoz képpest 57 új utasítást tartalmaz a multimédiás feladatok gyorsítására.

NX: No eXecute vagy más néven Execute Disable Bit. Az Intel által használt technológia. A puffertúlcsordulásos hibákat okozó rosszindulatú kódok lefutását akadályozza meg.

Registerek: Nagyon kicsi elérési idővel rendelkező átmeneti tárolók.

SSE: Streaming Single Instruction Multiple Data (SIMD) Extensions. Az x86 és MMX utasításkészleteknek a bővítése 70 új utasítással.

SSE2: Az SSE utasításkészleteknek 144 új utasítással való kibővítése.

SSE3: Az SSE2 utasításkészleteknek 13 új utasítással való kibővítése.

SSSE3: Supplemental Streaming Single Instruction Multiple Data (SIMD) Extensions. Az SSE3 utasításkészleteknek 16 új utasítással való kibővítése.

SSE4: Az SSSE3 utasításkészleteknek 54 új utasítással való kibővítése.

SSE4A: Az SSSE3 utasításkészleteknek 4 új utasítással való kibővítése.

SOI: Silicon On Insulator. Az AMD és az IBM által kifejlesztet technológia a "szivárgó áram" jelenség csökkentésére. Hivatalos dokumentációk szerint a gyártástechnológia 35%-kal magasabb órajelet is lehetővé tesz, miközben a processzor által igényelt feszültség csökken.

Tranzisztor: Elektronikus kapcsoló, melynek két állása van: zárt és nyitott. Zárt állapot alatt a tranzisztor ellenállásként viselkedik, a bemeneti feszültség alacsony, ennek megfelelően a kimeneti feszültség megegyezik a V_cc értékével. Ahhoz, hogy a tranzisztor nyitott állapotba kerüljön, a bemeneti feszültségnek meg kell haladnia egy kritikus értéket, ilyenkor a tranzisztor kinyit, és vezetékként viselkedik, ennek következtében a kimeneti feszültséget lehúzza 0V-ra. A két állapot a logikai 0-át és a logikai 1-et hivatott reprezentálni.

x86: Az Intel által kifejlesztett utasításkészlet. Lehetőséget ad a fejlesztőknek a 8086/8088 alapú processzor programozására. Mindegyik IBM PC kompatibilis processzor támogatja.

x86-64: Az AMD által kifejlesztett (ingyenesen felhasználható) 64-bites utasításkészlet. Nagy előnye, hogy támogatja a 32-bites architektúrára írt programok futtatását. Kihasználásához 64bit-es Windows operációs rendszer vagy 64bit-es Linux disztribúciók szükségesek.

XDTechnology: Az AMD által használt technológia. Ugyanaz, mint az NX. A puffertúlcsordulásos hibákat okozó rosszindulatú kódok lefutását akadályozza meg.