高等计算机体系结构实验

《高等计算机体系结构实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、操作系统实验手册——华南理工大学软件学院1.典型微处理器的比较可以从下面两组题目选择一个，阅读相关参考文献，形成3000字左右的小型论文。1）Intel公司的Pentium4是一款面向桌面系统的微处理器，IBM公司的Power6和SUN公司的T1则是面向高端服务器系统的处理器。其中P4代表了Intel公司超标量技术的发展巅峰，T1是多核处理器的典范，Power6则综合了超标量技术和多核技术。请比较这三款处理器的技术差异。2）Power是IBM公司用于服务器的微处理器系列，目前已经发展到Power7。请阅读关于Power5,Power6,Power7的技术论文

2、，比较三者之间的技术差异，指出Power系列处理器的发展脉络。参考文献：[1]TheMicroarchitectureofthePentium4Processor,IntelTechnologyJournalQ1,2001[2]NIAGARA:A32-WAYMULTITHREADEDSPARCPROCESSOR,IEEEMICRO,MARCH–APRIL.2005[3]IBMPOWER5CHIP:ADUAL-COREMULTITHREADEDPROCESSORIEEE,Micro,MARCH–APRIL2004[4]IBMPOWER6Microarchit

3、ecture,IBMJ.RES.&DEV.VOL.51NO.6NOVEMBER2007[5]IBMPOWER7multicoreserverprocessor,IBMJ.RES.&DEV.VOL.55NO.3PAPER1MAY/JUNE2011第11页操作系统实验手册——华南理工大学软件学院Power处理器的发展上世纪七十年代IBM发明精简指令集（RISC）技术，以指令硬件译码、长度一致的指令集（例如32位）和相同的指令执行时间（一个时钟周期）为代表的全新设计思想和处理器架构开创了微处理器结构的一片全新天地。进入八十年代各工作站厂商的RISC处理器，如SPA

4、RC、MIPS等，与专业处理器厂商Intel、Motorola和Zilog的复杂指令集（CISC）处理器和RISC处理器（如Intel的i860，Motorola的M88000）等等争奇斗艳，一派繁荣景象。而IBM则又在充分利用RISC技术特点的基础上推出超标量技术，在一个时钟周期内执行多条指令，再一次将处理器设计革命推向一个崭新的阶段，IBM的POWER（PerformanceOptimizationWithEnhancedRISC）处理器也登上了历史舞台。1990年IBM第一款使用POWER处理器的RS/6000产品推向市场，由于使用了超标量技术，其处理

5、器浮点计算性能比当时任何一台其他工作站都有成倍提高，而且不需要特殊的并行手段，不需要改变应用软件，充分展示了超标量技术的威力。Power6继承了前几代产品的优点，并进行了重大的改进，拥有当时业内的多个第一第11页操作系统实验手册——华南理工大学软件学院首先是高频率。Power6芯片面积为341平方毫米，集成了7.9亿颗晶体管，采用65纳米绝缘硅SOI工艺、10层金属片而制造，与90纳米工艺相比，在一定的功率下，性能提高了30%。2007年6月8日IBM推出的Power6主频为3.5GHz、4.2GHz和4.7GHz，2008年5月，IBM推出了主频5.0GH

6、z的Power6芯片。相对上一代的Power5，Power6主频提升了一倍，但是运行和散热所消耗的电能基本相同，对于用户这意味着处理器性能提高一倍或者能耗减半。另一个重要特性是Power6是第一款在硬件上进行十进制浮点运算的处理器，Power6能够使用十进制数字0-9而非传统计算机通常使用的二进制数字0、1进行数学运算，处理器内置十进制浮点运算能力对于企业运算复杂的税收、金融和ERP程序具有重大意义——之前十进制运算都是由软件进行的。Power6采用双核心设计，每个核心支持两个同步线程，每颗Power6芯片支持4个线程。具有128KBL1缓存（64KB数据/

7、64KB指令）。每个内核拥有一个4MB的“半共享”第11页操作系统实验手册——华南理工大学软件学院L2缓存，即该缓存虽然被分配给某个内核，但其余内核也可以快速地访问它。此外Power6的两个内核拥有32MB片外大容量L3缓存，中间通过80GB/s的总线共享。在扩展性上，每颗Power6可以通过两条50GB/s的链接连接31颗处理器，组建64核心的高端系统。相比Power6，Power7工艺有了进步，用45nmSOI铜互联工艺，核心面积为567mm，晶体管数量为12亿个，核心面积有所扩大，晶体管数量攀升，这也意味着片上可以集成更多的缓存。Power7主频在3.

8、0GHz和4.14GHz之间，可以看到Power7的