Критика полносвязной коммутационной среды и способ полного отказа от нее при сохранении работоспособности

Added by futurama over 6 years ago

Критика

Как известно и статьи Н. Стрельцова, реализация полносвязной коммутационной среды для процессора с 32 и более клеток нецелесообразна и нужны иные сопосбы.

Предложение об усовершенствовании

Данный способ позволяет полностью избавится от полносвязной коммутационной среды и заменить ее на один общий двумерный массив регистрового файла (МРФ)с числом банков, равным числу клеток.

1. Размер ячейки одного банка определяется шириной в битах максимально большого типа данных, с которым может работать процессор.

2. После исполнения команды и формирования результата операции, клетка сразу же записывает его в свой банк в МРФ.

3. Перед записью или в момент записи данный результат "размножается" копированием и записывается в нужную строку (строка включает ячейки всех банков) МРФ, при этом,
другие клетки ожидающие этот результат могут сразу же его считать каждая из своего банка МРФ. Микрокод команды снабжается
адресным тегом номера команды в исходном двоичном коде. Этот адресный тег используется только для записи результата в нужную строку МРФ.
Таким образом результат попадает в правильную строку даже при условии внеочередного исполнения команд.
Адресный тег результата становится излишним, а выборка результата происходит по адресной ссылке закодированной в команде.
Адресные ссылки кодируются не как ссылка от текущей команды назад к началу параграфа, а просто как номер команды в исходном двоичном коде
от 0 (начало параграфа) и до значения, которое определяет окно видимости результатов в МРФ.

4. Чтобы избежать конфликтов или задержек, можно организовать запись строки результатов в МРФ с интервалом.
Например клетка N0 пишет результаты в строки: 0, 4, 8 ... N*4, где N - номер команды в порядке, в котором она шла в двоичном коде.
Этот номер кодирует адресный тег команды после декодирования в микрокоде.

5. Другие клетки самостоятельно следят, путем опроса специльного бита, за готовностью результата и считывают его из МРФ по номеру ссылки, которая кодируется в
команде запрашивающей результат. При этом номер клетки является индексом нужного банка МРФ.

6. Такой способ записи результатов в МРФ с размножением позволяет полностью отказаться от полносвязной коммутационной среды.

7. Такой способ записи позволяет организовать обмен результатами операций для числа клеток количеством больше 32-ух.

8. Размер МРФ для процессора с числом клеток равным 4-ём составит предположительно 2048 байт:
- 64 бита размер результата
- 64 строки в МРФ
- 4 банка

9. При увеличении количества клеток в процессоре в 2 раза, размер памяти МРФ увеличивается в 2 раза, то есть для процессора с 32-мя клетками размер МРФ составит 16 Кб.

10. Размер одной ячейки МРФ приведен без возможно необходимого числа битов для служебных нужд процессора.

Примечание:

Относительно небольшой размер МРФ позволяет сделать его копию, которая может использоваться для нужд обработки прерываний в реальном режиме времени.
Для этого нужно дождаться завершения выполнения клетками текущих команд, переключить МРФ на теневую копию и передать управление на обработчик прерывания.
После возврата из обработчика прерывания происходит переключение на МРФ с сохраненными в нем результатами выполнения прерванного параграфа,
а клетки начинают выборку команд прерванного параграфа из общего буфера микрокода (см. Критика и предложение усовершенствования архитектуры процессора Мультиклет).

С уважением, Алексей.


Replies (3)

RE: Критика полносвязной коммутационной среды и способ полного отказа от нее при сохранении работоспособности - Added by DmitryK_multiclet almost 5 years ago

Здравствуйте.
Мы знаем о NoC технологиях. Нам они интересны в плане уменьшения плотности разводки на кристалле, сути архитектуры они для нас не меняют.
Возможно, когда будем собирать много-много-клеточный процессор, употребим эту технологию. Еще у нас есть другие подходы для реализации таких систем, мы работаем над ними.

(1-3/3)