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Architetture non Von Neumann (MIGLIORAMENTI DELLE PRESTAZIONI DEGLI…
Architetture non Von Neumann
LIMITI E ASPETTI CRITICI
Le prestazioni del sistema dipendono dal singolo dispositivo
Attraverso i bus passano tutte le informazioni, che possono rallentare le comunicazioni
La creazione di bus dedicati può migliorare le prestazioni ma non risolvono del tutto il problema
MIGLIORAMENTI DELLE PRESTAZIONI DEGLI ELABORATORI
La velocità del clock è arrivata a svariati GHz
Sono state inserite delle Floating Point Unit nelle CPU
Oggi viene usata la tecnica pipeline per aumentare la velocità di elaborazione delle istruzioni
RAM più veloci hanno ridotto il ritardo di accesso alla memoria
Con il DMA Controller si possono trasferire dati da e verso la memoria con minore utilizzo della CPU
Parallel Computing architecture
Il parallel computing permette di far svolgere al computer più operazioni nello stesso momento
Nelle architetture di elaborazione parallela le CPU lavorano in modo cooperativo
I sistemi di calcolo vengono suddivisi in quattro grandi categorie
SIMD
Molti processori lavorano in parallelo eseguendo la stessa istruzione allo stesso tempo
MIMD
Molti processori lavorano in parallelo, eseguendo ciascuno le proprie istruzioni sui propri dati
MPP
Elaboratori velocissimi con molti processori autonomi interconnessi con reti veloci
Cluster
Elaboratori separati interconnessi con reti veloci
MODELLI DI ELABORAZIONE NON VON NEUMANN
Dataflow
Il programma analizza i dati nella Content Addressable Memory e li associa per ottenere un risultato
Quando tutti i dati sono disponibili l'operazione viene eseguita e il risultato viene memorizzato
Reduction Machine
Prevede di analizzare espressioni per ottenere operazioni elementari che vengono poi eseguito da diversi processori e poi utilizzati per risolvere espressioni più complesse
LA TECNICA PIPELINING
È una tecnica che consente di elaborare in parallelo più operazioni
Con questa tecnica più unità funzionali sono usate per eseguire un'istruzione macchina, formando una pipeline
Si realizza quando si sostituiscono delle unità più semplici all'unità funzionale
PROBLEMI DI GESTIONE DELLE PIPELINE
Salti di esecuzione
Insiemi di istruzioni non vengono eseguite se non vengono prima verificate delle condizioni, in questo modo si può notare un rallentamento dell'esecuzione
SOLUZIONI
Utilizzare i registri a doppia porta
Utilizzare più pipeline autonome in parallelo
Introdurre circuiti che si occupano di analizzare i salti
Suddividere l'esecuzione di operazioni in fasi elementari