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多核程序设计:第一章 多核技术概述.ppt

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文档介绍:多核程序设计
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课程安排
课程性质:专业必选课
课时:32学时
成绩评定:
期末闭卷考试
平时考察

课程安排
多核技术导论
并行计算基础
线程的基本概
1978年,英特尔公司8086,16位 , 80186
1979年,英特尔公司又开发出了8088,集成完善80188
1981年,美国IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机
1982年,英特尔公司研制出了80286微处理器
1985年10月17日,英特尔80386 DX正式发布,32位,Cache
1989年,英特尔推出80486芯片,120万个晶体管
1993年,新一代586 CPU问世,奔腾系列,0.5μm
1996年底,多能奔腾Pentium MMX
1998年,奔腾二代Pentium II (0.25 μm)、至强微处理器Xeon、赛扬Celeron
1999年春,英特尔公司Pentium III奔三
2000年,英特尔公司Pentium 4,奔四(0.18 μm)
2002年,英特尔超线程技术(HT,Hyper-Threading)
2005年4月18日,英特尔全球同步首发奔腾D处理器.
微处理器的发展史:
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4004: 4位
8086: 16位
8008: 8位
80386: 32位
位数:
缓存:
80386开始有高速缓存(cache).
Pentium II开始有二级缓存(L2).
多核:
奔腾D处理器.
关于处理器发展史的说明:
Itanium(安腾) : 64位
*
SSE2
SSE3
SSE4
二、并行计算机
并行计算机:由一组处理单元组成,这组处理单元通过相互之间的通信与协作,以更快的速度共同完成一项大规模的计算任务。
两个主要组成部分:
计算机节点
节点间的通信与协作机制
并行计算机体系结构的发展体现在:
计算机节点性能的提高
节点间通信技术的改进
二、并行计算机
背景:
60年代初期,由于晶体管以及磁芯存储器的出现,处理单元变得越来越小,存储器也更加小巧和廉价。出现规模不大的共享存储多处理器系统,即大型主机(Mainframe)。IBM360
60 年代末期,同一个处理器开始设置多个功能相同的功能单元,流水线技术也出现了,特性这些并行在处理器内部的应用大大提高了并行计算机系统的性能。
并行计算机的分类
并行计算机的弗林(Flynn)分类:
是从计算机的运行机制进行分类。
Flynn根据指令流和数据流的不同组织方式,把计算机系统的结构分为四类。
指令流( Instruction stream ):机器执行的指令序列
数据流( Data stream ):指令调用的数据序列(输入数据和中间结果)
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多指令流单数据流
(Multiple Instruction stream Single Data stream, MISD)
单指令流多数据流
(Single Instruction stream Multiple Data stream, SIMD)
单指令流单数据流
(Single Instruction stream Single Data stream, SISD)
多指令流多数据流
(Multiple Instruction stream Multiple Data stream, MIMD)
CU:控制单元;
PU:处理部件;
MM:存储器;

IS: 指令流
CS:控制流
DS:数据流
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MISD结构
实际中存在争议,有的学者认为没有这种结构的计算机,而有的文献则把流水线结构的计算机看成MISD结构。
*
典型并行计算机系统结构:
(1) 分布式存储器的SIMD处理机
含有多个同样结构的处理单元(PE),通过寻径网络以一定方式互相连接。

每个PE有各自的本地存储器(LM)。









互连网络

PE

LM



LM

PE

CU

前端机

LM

PE
向量数据总线
控制单元
*
(2) 向量超级计算机(共享式存储器SIMD)
集中设置存储器,共享的多个并行存储器通过对准网络与各处理单元PE相连。











M

M

M

互连网络



PE

PE

PE

CU

前端机




存储模块数目等于或者略大于处理单元的数目。为减少冲突应合理分布数据。
*
(3) 对称多处理器(SMP)
一个计算机上汇集了一组处理器,各处理器之间共享内存子系统以及

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上传人:窝窝爱蛋蛋 8/3/2022 文件大小:3.62 MB

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