ARPO: architecture des processeurs superscalaires,VLIW et

ARPO: architecture des processeurs
superscalaires,VLIW et optimisation
André Seznec et François Bodin
Processeurs hautes performances
 Processeurs à usage général
 serveurs, ordinateurs de bureau, ordinateurs de poche
...
 exécute tous types d’applications
 Processeurs « enfouis »
 téléphone, télévision, voiture ...
 application spécifique
 processeur spécialisé ou dérivé d’un processeur à
usage général
« Loi » de Moore

Le nombre de transistors sur un micro-processeur double tous les 18 mois
 1972: 2000 transistors (Intel 4004)
 1979: 30000 transistors (Intel 8086)
 1989: 1 M transistors (Intel 80486)
 1999: 130 M transistors (HP PA-8500)

Les performances des processeurs doublent tous les 18 mois:
 1989: Intel 80486
16 Mhz (< 1inst/cycle)
 1993 : Intel Pentium 66 Mhz x 2 inst/cycle
 1995: Intel PentiumPro 150 Mhz x 3 inst/cycle
 06/2000: Intel Pentium III 1Ghz x 3 inst/cycle
 09/2003: Intel Pentium 4
3.2 Ghz x 3 inst/cycle
Processeurs de plus en plus puissants
 Pas juste la technologie
 mais aussi:
 La micro-architecture
 Le jeu d’instruction
 la compilation: optimisations pour l’architecture
 l ’écriture « architecture aware » des applications
L’interface logiciel / matériel
langage
logiciel
compilateur
jeu d’instructions (ISA)
matériel
micro-architecture
transistor
Jeu d’instructions (ISA)


C’est l’interface matériel / logiciel: directement vue par le compilateur
Exemples
 Intel x86 (1979)
 MIPS , SPARC (milieu années 80)
 Alpha (début années 90)
Microarchitecture
 Vision macroscospique de l ’implémentation du matériel:
 pas besoin de savoir comment fonctionne un transistor !!
 Mais comprendre pourquoi un programme séquentiel (en
sémantique), lisant ses données et instructions dans une
mémoire répondant en 100 ns peut exécuter 3 instructions
toutes les 300 ps
Compilation/Optimisation
 La structure des codes influe de plus en plus sur le temps
d ’exécution
 souvent un facteur 10 sur le temps d ’exécution
 Comprendre les phénomènes
 Techniques automatiques d ’optimisation
 Quelques outils