Mustaqil ishi Mavzu: O'rnatilgan protsessorlar

Hydra mikroprotsessor
Hydra matritsasi taniqli MIPS RISC arxitekturasiga asoslangan to'rtta protsessor yadrosidan iborat. Har bir yadroda ko'rsatmalar keshi va ma'lumotlar keshi mavjud va barcha yadrolar umumiy L2 keshiga birlashtirilgan. Protsessorlar MIPS ko'rsatmalarining odatiy to'plamini va sinxronizatsiya primitivlarini amalga oshirish uchun shartli yoki SC ko'rsatmalarini saqlaydi. Protsessorlar va L2 keshlari o'qish/yozish avtobuslari orqali ulanadi va qo'shimcha ravishda yordamchi manzil va boshqaruv avtobuslari mavjud. Ushbu avtobuslarning barchasi virtualdir, ya'ni ular mantiqiy ravishda simli avtobuslar bilan ifodalanadi va takrorlagichlar va buferlar yordamida jismoniy jihatdan ko'plab segmentlarga bo'linadi, bu yadrolarning tezligini oshirish imkonini beradi.
O'qish/yozish shinasi tizim shinasi rolini o'ynaydi. Kristal ichidagi joylashuvi tufayli u etarli o'tkazish qobiliyati bir siklda kesh xotirasi bilan almashishni ta'minlash. Tashqi protsessor pinlari soni bo'yicha jismoniy cheklovlar tufayli, hatto eng qimmat an'anaviy multiprotsessorli arxitekturalarda ham bunday almashinuv ko'rsatkichlariga erishish qiyin. Samarali kesh avtobuslari yadrolar va xotira o'rtasidagi tiqilib qolish muammolarini oldini oladi.
Oddiy veb va server ilovalarida aniq parallellik bilan yuk ostida Hydrani sinovdan o'tkazish shuni ko'rsatdiki, to'rt yadroning ishlashi bitta yadroga nisbatan 3-3,8 baravar, ya'ni deyarli chiziqli ravishda oshadi. Bu ushbu turdagi protsessorlar SMP arxitekturasiga ega serverlardan foydalanadigan ilovalarga muvaffaqiyatli "mos keladi" deb ishonishga asos beradi. Ammo protsessor ketma-ket ilovalar bilan etarlicha samarali ishlashi kerakligi aniq, shuning uchun eng muhim vazifalardan biri shartli ko'p oqimlarni amalga oshirishdir. Hydra-da u apparat darajasida amalga oshiriladi va bu yondashuvni tanlash parallel ilovalarni dasturlash uchun qo'shimcha xarajatlarni talab qilmasligi bilan oqlanadi.
Shartli ko'p ish zarralari dastur buyruqlari ketma-ketligini parallel ravishda bajarilishi mumkin bo'lgan iplarga bo'lishga asoslangan. Tabiiyki, bunday iplar o'rtasida mantiqiy o'zaro bog'liqlik bo'lishi mumkin va ularni muvofiqlashtirish uchun protsessorga maxsus sinxronizatsiya mexanizmi o'rnatilgan. Uning ishining mohiyati shundan iboratki, agar ba'zi bir ipga parallel ipdan ma'lumot kerak bo'lsa, lekin ular hali tayyor bo'lmasa, unda bunday ipning bajarilishi to'xtatiladi. Aslida, yuqorida muhokama qilingan nodeterminizm elementlari bu erda namoyon bo'ladi. Sinxronizatsiya jarayoni juda murakkab, chunki iplar va sinxronizatsiya shartlari o'rtasidagi barcha mumkin bo'lgan bog'liqliklarni aniqlash kerak. Shartli sinxronlash dasturlarni ularning xossalarini oldindan bilmasdan parallellashtirish imkonini beradi. Sinxronizatsiya mexanizmi dinamik bo'lishi muhim, u dasturchi yoki kompilyatorning aralashuvisiz ishlaydi, bu faqat ilovalarni iplarga statik ravishda bo'lish qobiliyatiga ega. Modelning turli testlarga asoslangan sinovlari shuni ko'rsatdiki, shartli ko'p o'qli asboblar protsessor ish faoliyatini bir necha marta oshirishi mumkin va test parallelizm bilan qanchalik aniq bo'lsa, bu qiymat shunchalik past bo'ladi.
2000 yilda Afara qat'iy maxfiylikda yaratilgan. U Stenford universiteti professori Kunle Olukotun va Intel va Sun Microsystems kompaniyalarida tajribaga ega bo'lgan taniqli protsessor dizayneri Les Kon tomonidan asos solingan. Kon ushbu korporatsiyalarning birinchisida i860 va i960 RISC protsessorlari va ikkinchisida UltraSPARC-I mualliflaridan biri edi. Uning rahbarligida Hydra SPARC protsessoriga asoslangan protsessor yadrolari uchun qayta ishlab chiqilgan. 2002 yilda Afara Sun Microsystems tomonidan sotib olindi va bu Hydra loyihasining oxiri va Niagaraning boshlanishi edi.