Архитектура ЭВМ AMD K8

Когда мы впервые ознакомились с K8 примерно два года назад, мы заметили, что архитектурно ядро незначительно изменилось по сравнению с K7. Скорее всего, AMD действовала по старому правилу: "если что-то работает, лучше это не трогать", и в какой-то мере компания оказалась права. Микроархитектура K7 демонстрирует прекрасную производительность, и даже сегодня она, по меньшей мере, продолжает оставаться конкурентоспособной с микроархитектурой Intel NetBurst, использующейся в Pentium 4.

Как вы можете заметить, физически число исполнительных блоков осталось неизменным по сравнению с K7. Помните, что ядро K8 будет использоваться в качестве основы как для настольных, так и для серверных процессоров, поэтому "расширение" (увеличение числа исполнительных устройств) не слишком сильно скажется на производительности, учитывая многопроцессорную природу K8.

Следует также отметить небольшие изменения по сравнению с K7. Обратите внимание, что хотя блоки работы с плавающей запятой имеют такое же окно планировщика (36 входов), целочисленные блоки теперь заполняются более ёмкими планировщиками (суммарно 24 входа против 18 входов у K7).

Почему AMD увеличила размер окна планировщика K8, но оставила такое же число исполнительных блоков? Для ответа на этот вопрос нам следует рассмотреть первое ограничение размера процессора – блок предсказания ветвлений.

Получается, что первым ограничением размера процессора (то есть числа исполнительных блоков и ступеней конвейера) является эффективность работы блока предсказания ветвлений. Этот блок отвечает за инструкции, которые будут выполнены "на лету" (активны в конвейере) перед тем, как процессор перейдёт по ветвлению. Если было предсказано неправильное направление ветвления, то необходимо сбросить весь конвейер. Теоретически, процессор не должен превышать необходимых размеров, он должен соответствовать числу инструкций, которые могут быть отосланы на конвейер перед тем, как произойдёт ошибка ветвления.