Введение

архитектура операционный адресный регистр

Серия процессоров Intel Itanium 9300 с кодовым именем Tukwila была представлена 8 февраля 2010 года.

Процессор производился по 65 нм технологии, содержит четыре ядра, до 24 мегабайт кэша на кристалле процессора, поддерживает технологию Hyper-Threating и снабжен интегрированным контроллером памяти. Реализована поддержка процессорной шины QPI. Пиковая межпроцессорная производительность достигла 96 ГБ/с, пиковая производительность подсистемы памяти - 34 ГБ/с.

QuickPath применяется также в процессорах Nehalem, что делает возможным использование одного чипсета. Tukwila объединяет четыре диспетчера памяти, каждый из которых через отдельные контроллеры памяти поддерживает множество модулей памяти DDR3 DIMM, как и Intel Xeon с кодовым именем Beckton, основанному на ядре Nehalem.

Intel Itanium 9300 является первым в мире микропроцессором, который содержит 2 миллиарда транзисторов.

Серия микропроцессоров ориентирована на серверный сегмент рынка IT.

1. Архитектура Intel Itanium

.1 Введение в архитектуру Intel Itanium

Процессоры Intel Itanium 9300 серии (рисунок 1.1) имеют четырехъядерную архитектуру и поддерживают сокет LG1248. Каждое из ядер имеет кэш L1 (L1I 16 Кб, L1D 16 Кб), L2 (L2I 512 Кб, L2D 256 Кб) и L3 (6 Мбайт на ядро - до 24 Мбайт) уровней и работает на тактовой частоте до 1.86 ГГц. Всего устройство содержит 2 миллиарда транзисторов. Поддерживаемый тип оперативной памяти - DDR3-800.

Intel Itanium 9300 серии поддерживает технологии:

·Intel QPI Hot-plug.

·Intel QPI Link self-healing.

·Intel QPI Clock fail-safe.

·Intel QPI Data scrambling.

·Intel SMI Hot-plug.

·Intel Virtualization Technology.

·«Горячая» установка CPU.

·«Горячая» установка модулей памяти.

·Зеркалирование памяти.

·Очистка (scrubbing) памяти.

·Мониторинг (patroling) памяти.

Потребление электроэнергии составляет 130/155/185 Ватт в зависимости от конкретной модели. Абсолютная температура работы устройства составляет -55пC/+125 пC. Температура для стабильной работы от -5 пC до 40 пC.

Рисунок 1.1 - Intel Itanium 9300

Устройство процессора представлено на рисунке 1.1:

Рисунок 1.1 - Устройство процессора Intel Itanium 9300

CPE0-CPE3 - агенты кэширования (Caching Agent, CPE). Интерфейсы CPE располагаются между ядрами процессора и последовательной кэш-когерентной шины типа точка-точка (Intel QuickPath Interconnect, QPI), предназначенной для соединения между процессором и чипсетом. Интерфейсы Bbox располагаются между контроллером памяти и QPI и взаимодействует с кэшем каталога. Каждый Bbox-интерфейс оснащен контроллером памяти Zbox. Контроллеры памяти поддерживают прерывание системного управления (System Management Interrupt, SMI). Процессор имеет 6 QPI-шин, 4 с полной полосой пропускания и 2 с половиной полосы.

На рисунках 1.2 и 1.3 представлены диаграммы последовательности сигналов для включения и выключения процессора.

Рисунок 1.2 - Последовательность импульсов напряжения для включения процессора

Рисунок 1.3 - Последовательность импульсов напряжения для выключения процессора

Архитектура Itanium была разработана для того, чтобы превзойти ограничения производительности существующих архитектур и обеспечить максимальный запас на будущее. Чтобы достичь этого, архитектура Itanium была разработана с множеством новых особенностей для извлечения большего параллелизма уровня инструкции, включая спекулятивность выполнения, предсказуемость переходов, большие файлы регистров, стек регистра, продвинутую архитектуру ветвления и многое другое. Была добавлена 64-битовая адресуемость памяти, чтобы удовлетворить увеличивающиеся большие требования к памяти со стороны приложений хранения данных, e-бизнеса, и других высокопроизводительных серверных приложений. Архитектура Itanium имеет новую архитектуру с плавающей точкой и другие улучшения, которые поддерживают высокие требования производительности приложений рабочих станций, например, создание цифрового образа, инженерного проектирования, и научного анализа.

Архитектура Itanium также обеспечивает двоичную совместимость набором инструкций IA-32. Процессоры, основанные на архитектуре Itanium, могут управлять IA-32 приложениями в операционной системе типа Itanium, которая поддерживает выполнение IA-32 приложений. Такие процессоры могут выполнять двоичные приложения IA-32 в операционных системах наследующих IA-32 и принимающих платформу и микропрограммную поддержку, существующую в системе. Архитектура Itanium также обеспечивает способность поддержать смешанные коды выполнения и IA-32, и базирующиеся на Itanium.