Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.446

Самым прямым путем к повышению производительности является увеличение тактовой частоты сетевого процессора. Правда, производительность не растет пропорционально частоте, так как сказывается время обращения к памяти и ряд других факторов. Кроме того, большая частота означает необходимость отводить больше тепла.

Обычно выходом является увеличение числа РРЕ-контроллеров — этот подход особенно эффективен для параллельных архитектур. Может помочь также увеличение длины конвейера, но только в том случае, если удастся разделить процесс обработки пакета на достаточно простые этапы.

Еще один подход состоит в увеличении числа дополнительных специализированных процессоров или специализированных интегральных схем, предназначенных для выполнения отдельных затратных и часто требующихся операций, если такие операции эффективнее выполнять аппаратно. Среди множества

кандидатов можно отметить поиск в таблицах, вычисление контрольных сумм и криптографические операции.

Можно также повысить скорость, сократив время прохождения пакетов в системе за счет введения дополнительных шин и увеличения количества линий в существующих. Наконец, обычно прироста производительности удается добиться заменой микросхем памяти (SRAM вместо SDRAM), но это, естественно, сказывается на стоимости.

Конечно же, это далеко не все, что можно сказать о сетевых процессорах. За дополнительной информацией обращайтесь к [47, 50, 125, 158].

Мультимедиа-процессоры

Еще одна область применения сопроцессоров — обработка фотографических изображений высокого разрешения, а также аудио- и видеопотоков. Обычно центральный процессор недостаточно хорош, когда в этих приложениях приходится выполнять сложные вычисления над большими объемами данных. По этой причине некоторые современные персональные компьютеры и большинство разрабатываемых моделей оборудуются специальными сопроцессорами для обработки мультимедийной информации, на которые можно переложить значительную часть работы.

Мультимедиа-процессоры Nexiperia

Область обработки мультимедийной информации, значимость которой непрерывно возрастает, мы изучим на примере процессоров Nexiperia производства компании Philips — это семейство микросхем для различных тактовых частот. Nexiperia представляет собой отдельный однокристальный гетерогенный мультипроцессор (см., например, процессор на рис. 8.9). Он содержит несколько ядер, включая управляющий VLIW-процессор TriMedia, и отдельные ядра для обработки изображений, звука и видео, а также для сетевых операций. Nexiperia может использоваться и как самостоятельный центральный процессор для CD-, DVD-, МРЗ-плеера, телеприемника, фото или видеокамеры, и т. д. Кроме того, он может играть роль сопроцессора, предназначенного для обработки изображений и мультимедиа-потоков в составе персонального компьютера. В любой конфигурации процессор Nexiperia работает под управлением собственной миниатюрной ОС реального времени.

Nexiperia решает три задачи: захват входных данных и преобразование их в структуры памяти, обработка этих структур и, наконец, вывод данных в подходящей для подключенных устройств форме. Например, когда ПК используется в качестве DVD-плеера, сопроцессор Nexiperia может быть запрограммирован для считывания закодированного сжатого видеопотока с DVD-диска, его декодирования, декомпрессии и вывода с подгонкой размера изображения под выводимое окно. После того как программа DVD-плеера загружается в Nexiperia, все это делается в фоновом режиме, без привлечения центрального процессора.