MAJC(Java 計算微處理器架構,發音為“瘋狂”) 到達的。 Sun的新處理器架構已進入測試階段,並將於今年夏天交付用於工業實施。用途廣泛,它可以配備顯示卡,也可以配備PDA或任何網路存取設備。第一版 MAJC-5200+ 由 IBM 採用七層 0.18 微米銅技術雕刻而成,時脈頻率為 500 MHz 和 700 MHz。但時脈頻率的競爭有時會讓我們忘記處理器的功能不僅限於以兆赫茲表示的速度。在 MAJC 中,處理器的架構已經重新設計。
兩個處理器整合在同一晶片上
「MAJC 提供非常高的計算密度,雙精度計算量級為 1.5 Gflop”,馬克·特倫布萊解釋道。十五年來,處理器架構的巔峰一直是並行化順序應用程式以加速處理。這是指導 MAJC 設計的問題之一。如今的製造商知道如何在晶片上放置越來越多的晶體管。現在仍然是盡可能地利用它們,而不是讓它們在大部分時間裡閒置。它還涉及整合以前由單獨組件提供的功能。 MAJC 可讓您建立 MPSOC(片上多處理器系統)元件,它既是 Java 處理工具、通用處理器、DSP 等。為了確保處理的真正並行性,MAJC-5200在同一晶片上整合了兩個處理器。它們可以用於處理相同程式的不同替代方案(預測執行)(由編譯器管理的操作),也可以用於真正差異化的任務,例如執行兩個獨立的 Java 虛擬機器。“在 MAJC 中,處理器不再透過其接線來強制執行類型,開發人員選擇並行化策略,晶片會進行調整””,馬克·特倫布萊評論道。 MAJC 架構的未來實作將在單一晶片上配備四個處理器,以進一步擴展並行化功能。我們還達到了理論上的極限:編譯器很難在不降低處理器效能的情況下正確組織程式碼以在四個以上通道上進行並行處理。另一方面,「Java 是一種最新的高階語言,其語義是為多執行緒而設計的。對於 C 或 C++ 等語言,編譯器尚未提供創建高度可並行程式碼所需的功能,而 MAJC 將主要進行推測分支,提前探索某些可能性。
每個處理器都是超長指令字 (VLIW) 類型。它每個週期載入四個 32 位元指令,或一個 128 位元字。然後在九級管道中進行處理。五個中間階段(解碼和執行)分為四個獨立且平行的通道。該系統具有四個並行執行通道,允許指令級並行(ILP):同時執行多個指令。
暫存器和處理單元之間的替代
還需要優化功能單元(FU)的使用,使其始終被佔用。 Sun 青睞多功能的 FU,無論是對於要執行的指令還是對於要處理的資料類型。寄存器是標準化的,它們接受所有類型的資料。它們分為專用於 FU 的專用暫存器 (4×32) 和所有單元共享的暫存器 (96)。它們的分佈和數量可能因實現而異。關於暫存器和處理單元的爭論在架構師之間展開。特定單元或暫存器(Intel 用於 IA-64 的技術)速度更快,但由於其特殊性,通常會保持不活動狀態。通用暫存器和單元可能會慢一些,但如果編譯器和調度程式做得很好,它們就會一直被使用。最後,暫存器和通用功能單元的選擇限制了組件的數量,並使構建需要很少能量的更小的晶片成為可能。Elbrus、IA-64、Crusoe、MAJC,這麼多處理器架構都基於同一個原理:與其不斷增加處理器數量,不如透過軟體和硬體更好的整合來優化它們的運作。問題很簡單:業界當然需要更強大的處理器,但也需要更謹慎的處理器。為了減少尺寸、功耗和釋放的熱量,必須賦予處理器更多的智慧。
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