Библиотека сайта rus-linux.net
Что каждый программист должен знать о памяти. Часть 8. Технологии будущего
Оригинал: Memory part 8: Future technologiesАвтор: Ulrich Drepper
Дата публикации: ноябрь 2007 г.
Перевод: М.Ульянов
Дата перевода: май 2010 г.
8. Грядущие технологии: что нас ждет?
8.3. Увеличение латентности
Относительно дальнейшего развития технологий памяти можно быть уверенным в одном: латентность продолжит расти. В разделе 2.2.4 мы уже говорили о том, что задержки памяти DDR3 будут превышать таковые у DDR2. Память FB-DRAM также имеет теоретически более высокие задержки, особенно при последовательном подключении модулей. Ведь проход по всем модулям запросов и ответов на них чего-то, да стоит.
Второй источник задержек - всё более широкое распространение NUMA. AMD Opteron в версии с несколькими ядрами (процессорами) как раз представляет собой систему NUMA. ЦПУ имеют свою локальную память с собственным контроллером, но к остальной части памяти доступ на материнских платах SMP осуществляется через шину HyperTransport. Технология Intel CSI будет использовать почти тот же принцип. В связи с ограничениями пропускной способности на каждый процессор и требованием (к примеру) постоянного использования множества 10-гигабитных Ethernet-портов, многосокетовые материнские платы никуда не исчезнут, даже учитывая увеличение числа ядер на каждом сокете.
Третий источник задержек - сопроцессоры. Мы думали, что избавились от них в начале 1990-х, когда исчезла необходимость в математических сопроцессорах на ЦП потребительского уровня, но теперь они возвращаются. Intel Geneseo и AMD Torrenza - расширения платформ, позволяющие сторонним разработчикам оборудования интегрировать свои продукты в материнские платы. То есть выходит, что сопроцессоры будут размещаться не на PCIe платах, а гораздо ближе к ЦПУ. Благодаря чему увеличится доступная им пропускная способность.
В IBM пошли по другому пути (хотя расширения по типу Intel и AMD всё ещё возможны) с процессором Cell. Данный процессор состоит, помимо ядра PowerPC, из восьми синергических вычислительных элементов (Synergistic Processing Units, SPU), которые по сути являются специализированными процессорами для (по большей части) вычислений с плавающей запятой.
Сопроцессоры и SPU объединяет то, что в них, скорее всего, будет использоваться еще более медленный набор логики памяти, чем в современных реальных процессорах. Частично это обусловлено необходимостью упрощения: все эти тонкости работы с кэшем, предвыборка и прочее - сложно, правда? Особенно когда в дополнение ко всему необходима поддержка когерентности кэша. Высокопроизводительные программы будут все больше полагаться на сопроцессоры, поскольку разница в производительности может быть огромна. Теоретическая пиковая производительность процессора Cell - 210 Гфлопс. Сравните с 50-60 Гфлопс для "обычного" хай-энд ЦПУ. Современные графические процессоры (Graphics Processing Units, GPU) достигают и более высоких результатов (до 500 Гфлопс), и их без особых проблем, пожалуй, можно интегрировать в системы Geneseo/Torrenza.
Все эти разработки наводят на мысль, что важность предвыборки повысится еще больше. Для сопроцессоров она станет действительно критична. Для ЦПУ, особенно с ростом числа ядер, необходимо постоянно чем-то нагружать шину FSB, вместо того чтобы накапливать кучу запросов между передачами. Для этого процессор должен иметь возможность "заглянуть" как можно дальше в будущее, что обеспечивается эффективным применением инструкций упреждающей выборки.
| Назад | Оглавление | Вперед |