MMX у питаннях і ответах

MMX у питаннях і ответах.

В.: Чи ММХ стратегічним зміною архітектури процесорів х8б? Про.: Так, ця справді так. Слід особливо наголосити, що сьогодні ми є свідками унікального події, яке дуже рідко зустрічається історія обчислювальної техніки. ММХ — найбільш значних змін архітектури х86, відтоді, як Intel представила світу перший 32-разрядный 386-процессор в 1985 року. Тепер важливо, щоб і виробники комп’ютерів, і розробники програм швидше освоїли цю нову технологію. Останній раз, коли Intel переглядала архітектуру x86 у тому «інтенсивному дусі», було 11 років тому я, та більшість користувачів PC тільки тепер переходить до 32-разрядному програмному забезпеченню. Сьогодні Intel хоче, щоб технологія ММХ значно швидше набула свого признание.

В.: У чому сутність технології ММХ? Про.: Завдання мультимедіа, куди орієнтована технологія ММХ, вимагають інтенсивних обчислень над цілими числами. Тому сутність рішення зводилася до того, щоб наростити архітектуру процесорів Pentium новим модулем, націленим влади на рішення даного завдання, — але те щоб цей модуль був непомітний для вже існуючих програм, тож операційними системами. При цьому, ніж порушувати питань сумісності з поколіннями програм, Intel представила вісім нових регістрів ММХ як логічні регістри, які відбиваються на існуючий стік регістрів з плаваючою коми (FPU, співпроцесор). У сопроцессорах Pentium є вісім універсальних регістрів для операцій над числами з плаваючою коми, і кожен — шириною 80 бітов. Причому у описі числа з плаваючою коми використовуються 64 біта для мантиси і 16 бітов для експоненти. Команди ММХ використовують тільки 64-разрядную частина мантиси кожного з регістрів співпроцесора, щоб зберегти операнды ММХ. Отже, сутність ММХ полягає у появу у процесорах Pentium віртуального еквівалента восьми нових регістрів і 57 нових команд, які оптимізовані для завдань мультимедіа. Такий прийом дає можливість обійтися без радикальної зміни стандартної архітектури х86. Постачальникам операційними системами теж доведеться придумувати нові коди, щоб зберегти стан регістрів ММХ — з погляду ОС вони виглядають так само, як звичайні регістри чисел з плаваючою запятой.

В.: Чим зростає продуктивність систем? Про.: Як було зазначалося, команди ММХ використовують регістри співпроцесора, але є команди целочисленного типу. Їх 64-разрядные операнды можуть утримувати вісім упакованих байтів, чи чотири упакованих 16- розрядних слова, або двоє упакованих 32-разрядных подвійних слова, або ж одиночне 64-разрядное слово учетверенной довжини. Тобто. різні за довжиною дані мультимедіа упаковуються за одну 64-разрядное слово, та контроль ним виробляється якесь загальне дію. Цю методику називається одиночній командою з множинними даними (SIMD), і орієнтована на алгоритми і типи даних, які притаманні програмного забезпечення мультимедіа. Приклади включають MPEG-декомпрессию, оцінку і компенсацію руху (облік зміни зображення на кадрі), перетворення колірного простору, накладення текстури, двумерную фільтрацію, множення матриць, швидке перетворення Фур'є, дискретне косинус-преобразование тощо. По суті, те, що об'єднує ці процеси — потенційний паралелізм обчислень. Тому ММХ-команды розроблено передусім на здобуття права максимально експлуатувати такий паралелізм. Припустимо, що ваша програма управляє графікою в 8-разрядном кольорі, який найчастіше використовують у іграх. ММХ-команда може упаковувати вісім пикселей в одиночний операнд і дозволяють опрацьовувати їх разом. А пересічна ЦП класу х86 може обробляти одночасно лише одне піксель. Додатка, працюючі зі звуком чи комунікаційні програми переважно використовують шестнадцатиразрядные типи даних, отже одиночна ММХ-команда може тепер обробляти чотири з цих значення одному розряді. Проте слід підкреслити, що з цього алгоритму потрібно окреме програмне забезпечення, оптимизированное для ММХ.

В.: Чи були зроблено будь-які додаткові удосконалення до Pentium ММХ, крім підтримки нових інструкцій? Про.: Так, існує ціла список схемотехнических і архітектурних змін, які внесені до Pentium ММХ поруч із підтримкою нових інструкцій: < • Збільшений вдвічі розмір кеш-пам'яті першого рівня — 16KB для даних, і 16К. В для інструкцій. • Новий блок передбачення розгалуженні, запозичений з процесора PentiumPro • Введено реалізація Return Stack, запропонована IBM • Збільшена однією крок довжина конвеєра (цим Pentium ММХ перейшов до класу суперскалярных суперконвейерных процесорів) • Проведено робота з поліпшенню паралельної робота конвеєрів щоб знизити можливість появи заторів • Введено можливість виконання двох ММХ — інструкцій за такт процесора, отже дві SIMD інструкції можуть 16 байт даних за такт. • Збільшене вдвічі кількість Write Buffers, 4 замість 2. Завдяки цих змін, вдалося підвищити на 10%-15% продуктивність роботи навіть звичайних програм, які оптимізовані для Pentium ММХ (таких, приміром, як Word, Excel, PageMaker тощо.). У це зумовлено підвищенням розміру первинної кеш-пам'яті у нових процессорах.

В.: Що сказати про сумісності ПЗ проведено та процесорів Pentium ММХ? Про.: Як підкреслюється у численних документах корпорації Intel, слід казати про повної сумісності існуючого у користувачів програмного забезпечення за його роботи ММХ-системах. Навпаки, програмні продукти, розроблені з огляду на специфіку набору інструкцій ММХ, цілком необов’язково працюватиме звичайних системах з процесором Pentium. Річ у тім, що з запуску цих програм вони спочатку перевіряють його присутність серед системі процесора Pentium ММХ, і якщо він виявлено, можуть припиняти своєї роботи. Intel делегувала таке розробникам ПЗ проведено та кожен розробник вправі сам визначити, чи хоче вона, щоб конкретна версія програми працювала на звичайному «не — ММХ» комп’ютері. Сьогодні вже розроблено понад десятка програмних продуктів в областях як обробка зображень (Adobe PhotoDeluxe, а оновлювати вітчизняний PictureMan), відеоконференції, звісно ж, численні комп’ютерні ігри та зовсім мультимедиа-энциклопедии. Судячи із заяв виробників ПО, «на підході» понад сотню найменувань програмних продуктів, адаптованих під Pentium ММХ. Із цілковитою списком існуючого ПО можна було познайомитися по адресою internet чи internet 93.124.133.131/contents/mmx/software/index.htm.

В.: З яких компонентів полягає повноцінна ММХ-система? Про.: А, щоб зробити повноцінну ММХ-систему, необхідно, щоб у комп’ютері були присутні три компонента:

}. Процесор Pentium ММХ, 2. Системна плата, підтримує процесор Pentium ММХ, 3. Програмне забезпечення, оптимизированное від використання інструкцій процесора Pentium ММХ.

В.: А чим відрізняється системна плата із підтримкою ММХ від звичної системної плати для процесорів Intel Pentium? Про.: Тут теж можна казати про трьох відмінностях: • 2 роздільних напруги харчування (2,8 В і 3,3В), т.к. ядро нових процесорів харчується зниженим напругою, • модифіковане гніздо Socket 7, інтерв'ю, розраховане додатковий висновок у процесорів Pentium ММХ (плати, мають таке гніздо, мають назва, розпочате з позначення «Р55С…»), • спеціально розроблений BIOS, підтримуючий ММХ.

Отвечая стосовно питань у тому, як перевірити, чи підтримує конкретна система технологію ММХ повному обсязі, представник Intel (Russia) У. Предтеченский зазначив, що й такі умови, як наявність самого процесора Pentium ММХ, двох регуляторів напруги харчування і тип гнізда під ЦП на системної платі можна визначити суто візуально, то перевірити BIOS ось на підтримку ММХ з допомогою спеціальної утиліти, доступною для копіювання на вузлі internet com. У.: Які моделі системних плат із підтримкою ММХ маємо тепер на ринку? Про.: Як відзначалося представником Intel У. Предтеченским на презентації технології ММХ, минулої 22 січня о Москві, в корпорації розроблено 4 моделі системних плат, орієнтованих підтримку Pentium ММХ. У тому числі зараз серійно випускають і доступна у Росії лише єдина системна плата, має кодове позначення ТС430НХ. У побуті, серед комп’ютерників, її ще називають TUCSON. До речі, ці плати поставляються в різних конфігураціях. Ті є дуже «просунуте» рішення, оскільки містять інтегрований графічний адаптер S3 ViRGE з 2 МБ пам’яті і апаратної підтримкою 3-мерных ігор й дуже непоганий звуковий адаптер з хвильовим синтезом Yamaha OPL3-SA / OLP4-ML. Докладніше з ТС430НХ ви можете познайомитися на врезке до цій статті. У.: Хто з покупців найбільш зацікавлений у придбанні комп’ютерів з підтримкою ММХ? Про.: Слід назвати великі категорії покупців, що одержать помітну зиск із застосування нових систем — це у першу чергу домашні користувачі, орієнтуються на сучасні гри, перегляд відеофільмів на CD-ROM і комп’ютерні телекомунікації, й інша категорія — професіоналидизайнери, котрим критично швидкодія комп’ютерів під час створення складних оригінал-макетів в повнокольорової 24-бит. палітрі. Таке позиціонування зумовлено новими можливостями ММХ-систем підвищення продуктивності роботи з растрової і 3-мерной графікою, компрессированными відеота звуком. У.: Яке значення має тут підтримка ММХ для звичайній офісної роботи? Про.: Як відомо, більшість комп’ютерів у Росії купується для офісної роботи, і як стверджує статистика, найбільш популярними єофісні програми Microsoft. Власне кажучи, докладання найбільш поширеного пакета MS Office 95, ні нового MS Office 97 (Word, Excel, Access тощо.) не розроблялися прямо на підтримку технологію ММХ. Інша річ, що нова версія Windows 95, відома як Service Release 2 (SR2) і який буде доступна через OEM-партнеров Microsoft, як стверджують Microsoft розроблена в такий спосіб, що містить підтримку ММХ для драйверів DirectX. Тому продуктивність всіх додатків Windows 95, включаючи офісні пакети, зросте з двох причин: збільшена кеш-пам'ять процесорів Pentium ММХ і більше швидка графика.

Таким чином, покупці нових систем, орієнтуються працювати з бізнесдодатками, — можуть розглядати технологію ММХ як опцію, яка призведе до невеликого підвищенню продуктивності (близько 15%) завдяки поліпшень в архітектурі Pentium ММХ, але цього їм треба купити машину з версією Windows 95 і встановленим процесором Pentium ММХ. З іншого боку, відсутність підтримки ММХ перестав бути критичною для ефективності повсякденної роботи у офісах і якщо покупець обмежений у засобах, цілком можна купити й утворився звичайний Pentium PC,.

В.: Як випливає вступити покупцям, щоб придбати новітню систему з Pentium ММХ, й те водночас не затратити дуже великі вартість комп’ютер? Про.: Сьогодні комп’ютерні технології розвиваються нас дуже швидко, і з зрозумілим причин всім покупцям хотілося купити такий ПК, який застарів б відразу після моменту її придбання. З іншого — ми нині в самого старту технології ММХ, й цілком укомплектовані системи з підтримкою ММХ досить дороги. Приміром, вартість лише одну процесора Pentium ММХ із частотою 200 МГц становить понад 500 доларів. Як свідчать опитування, більшість ж покупців хотів би, аби в них сьогодні можна було придбати нехай і настільки дорогу машину, але таку, яку кілька днів можна було легко модернізувати в повноцінний ММХ-компьютер. І насправді, компромісне рішення тут існує: це звані «MMX-ready systems», — комп’ютери, готові до працювати з процесором Pentium ММХ і відповідатиме ПО. Конкретний покупець може отримати сьогодні цю з менш дорогим процесором, — наприклад, Pentium 75/100/120/133, — і за кілька місяців, коли на процесори Pentium ММХ 166МГц і 200 МГц впадуть до рівня, просто замінити звичайний Pentium на Pentium ММХ, зберігши цим рівень «сучасності» свого комп’ютера, а свої вкладення — знецінення. Що ж до конкретних ціни системні плати для процесорів Pentium ММХ, то цю інформацію читачі може вишукати на врезке до цієї статье.

В.: Чи ММХ-системы й програмні продукти мати свій логотип? Про.: Щоб майбутні покупці могли відрізнити комп’ютери й програмні продукти, підтримують технологію ММХ, розробили новий логотип. Системи, створені з урахуванням мікропроцесора Pentium технологією ММХ, можна буде потрапити впізнати наявністю трикутною «капелюшки» у верхній лівому кутку добре відомого емблеми «Intel Inside® Pentium processor». Цей новий апаратний логотип ліцензовано виробниками систем — учасниками програми Intel Inside. Розфарбована у кольори веселки «капелюшок» з літерами «ММХ» символізує розширені можливості комп’ютера, і програмного забезпечення. У межах нової програми цей логотип зараз ліцензується незалежними розробниками програмного забезпечення, щоб його було застосовувати для маркування ПО, у якому буде реалізовано всі переваги, надані технологією ММХ корпорації Intel. Новий логотип допоможе покупцям на придбання програмного забезпечення, відповідного новим апаратним средствам.

В.: Які ще моделі процесорів Pentium ММХ будуть невдовзі випущені на ринок?, «Про.: Поки що у продажу оголошено дві моделі процесора Р55С — з тактовими частотами 166 МГц і 200 МГц. За даними російського представництва Intel, протягом найближчих 3−4 місяців над ринком будуть молодші моделі Pentium ММХ з частотами 150 МГц і 133 МГц, що є для покупців домашніх ПК. За деякими публікаціям, можливо, що в другій половині року выпушен Pentium ММХ з тактовою частотою 233 МГц.

В.: Яке майбутнє процесорів класу х86 з погляду підтримки технології ММХ? Про.: У 1997 року Intel планує інтегрувати технологію ММХ в усі нові процесори класу х86, включаючи майбутні модифікації процесорів Pentium Pro, відомі як Klamath і Deschutes. До 1998 року, ММХ, цілком імовірно, буде таким стандартним елементом архітектурі х86, як це сталося з розширенням 32-разрядных команд, доданих до 386-му ЦП більш як десяток років тому. У 1997 року Intel планує вдосконалити рівень виробничих процесів, перейшовши з 0. 35-micron БиКМОП (BiCMOS) -технології на 0.28- (для Klamath) і 0.25-micron (для Deschutes) техпроцессы КМОП (CMOS). Klamath і Deschutes підтримуватимуть ММХ як стандартне розширення архітектури. Планується, перші Klamath працюватиме частоті 200 чи 233 МГц, пізніше — до 266 МГц. Deschutes відразу стартує трьома сотнями МГц, та який із процесорів класу х86 подолає трехсот-мегагерцовый бар'єр, працюючи на частоті 333 МГц. Далі йде Р7, представник сьомого покоління процесорів Intel х86, відомий сьогодні як Intel Merced. Процесор Intel Merced, плід партнерства Intel з Hewlett-Packard, розширить 32-разрядную х86-архитектуру до 64 бітов і представить реалізацію нової виборчої системи команд. Ця архітектура, якої «пожалуваний титул» 1А-64, продовжуватиме сумісна з існуючої х86 архітектурою, так само як 32-разрядная архітектура, — 386, 486, Pentium, Pentium Pro, — сумісна з шестнадцатиразрядными 286, 8086, і 8088. Intel стверджує, що інструкції ММХ будуть у складі 1А-64. У.: З допомогою яких тестів можна перевірити продуктивність ММХ-систем? Про.: Оскільки звичайні поширені тести (включаючи популярні Winstone 97 і WinBench 97) що неспроможні адекватно відбити зростання швидкодії ММХ-систем, корпорація Intel розробила Intel Media Benchmark (комплексний тест графіки і мультимедіа). Intel Media Benchmark вимірює продуктивність процесорів, виконують алгоритми, реалізовані системах мультимедіа. Цей тест містить програми відтворення аудіой відео, обробки зображень, оцифровки звуку з різними частотами дискретизації, і навіть програми роботи з тривимірної геометрією. Докладніше ознайомитися з описом на Intel Media Benchmark й одержати копію цих тестів можна на вузлі Web internet 93.124.133.131 /contents/procs/perf/doc/htmi/mmxbrief.htm^unix I. Єдине, про що варто попередити читачів: обсяг архівного файла Intel Media Benchmark становить 20 МБ, але зазначеної сторінці Web ecть і вepcия архіву, розділена сталася на кілька дрібніших частин, що зручне завантаження з допомогою модему У.: У чому відмінність технологій ММХ і NSP? Про.: Попри те що, що обидві технології, запропоновані Intel, — ММХ і NSP (Native Signal Processing), — переслідують те ж мета, вони у корені різняться зі своєї ідеї. Мета цих технологій — перенесення тяжкості операцій із потоками мультимедіа зі спеціалізованих адаптерів мультимедіа на центральний процесор Pentium, що дозволяє виключити чи знизити потреба у дорогих сигнальних процесорах DSP (Digital Signal Processor). Першої було розроблено та запропонована технологія NSP (1995 р.), суть якої полягало у реалізації таких апаратних рішень адаптерів мультимедіа, які становили б якісь урізані, тому недорогі копії повноцінних видеобластеров, фрейм-грабберов тощо., навіть звукові адаптери. Вони, за збереження інтегральних мікросхем ввода/вывода, посилення, аналого-цифрового перетворення тощо., був відсутній б сам сигнальний процесор, роль якого має б виконувати Pentium. По зрозумілих причин, це вимагало б перегляду номенклатури виробів цілої галузі, торкався інтереси тисяч компанійвиробників периферії і 1ТО, тому зустріли ними без особливого піднесення. Тому NSP так і подолало рамки дослідницького проекту, хоча про цю технології багато писали і навіть представляли деякі прототипи рішень. У певному сенсі ММХ — ця спадщина NSP, лише реалізоване на рівні, з допомогою сполуки нових інструкцій процесора і програмних додатків, спеціально підтримують розширені можливості процесорів Pentium ММХ.