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Estudo comparativo entre as arquiteturas Opteron e Itanium Raul Fernandes Herbster.

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1 Estudo comparativo entre as arquiteturas Opteron e Itanium Raul Fernandes Herbster

2 Agenda AMD Opteron Intel Itanium Teste Resultados Conclusão

3 AMD Opteron O primeiro processador para a arquitetura CISC capaz de trabalhar a 64 bits utilizando as instruções IA-32 Transistores de 0,13 mícron (100 milhões) Arquitetura superescalar – 9 canalizações (03 para inteiros, 03 para ponto flutuante e 03 para endereçamento) – Pode executar até 09 micro-instruções simultaneamente

4 AMD Opteron 16 registradores de 64 bits para operações com inteiros 16 registradores de 128 bits para instruções SSE/SSE2 Barramento HyperTransport, utilizando três vias, o que lhe permite uma taxa de transferência de 19,2 GB por segundo

5 AMD Opteron Cache L1 – 128 KB, sendo dividida em duas, uma de 64 KB para dados e outra de 64 KB para instruções Cache L2 – 1 MB trabalhando na mesma freqüência que o processador Funções Multimídia – MMX, 3DNow Professional e SSE – Novas instruções equivalentes ao SSE 2 utilizadas no Pentium 4, bem como suporte às instruções legadas da arquitetura x86

6 AMD Opteron Controladora da memória RAM integrada dentro do próprio processador, sendo capaz de trabalhar com a memória DDR-SDRAM de 200, 266 e 333 MHz (100, 133 e 166 MHz DDR) – O acesso à memória RAM é muito mais rápido, já que o chipset não entra mais como um intermediário – Em uma placa-mãe equipada com mais de um processador Opteron, cada processador possui o seu próprio banco de memória

7 Intel Itanium Desde 1994, Intel e HP vêm trabalhando numa proposta de 64 bits Desenvolvido com o intuito de prover alta performance tanto para servidores quanto para estações de trabalho. Vai além dos paradigmas RISC e CISC, trazendo o conceito de Explicity Parallel Instruction Computing (EPIC)

8 Intel Itanium No caso da IA-64, são usadas três instruções para cada pacote de 128 bits Como cada instrução tem 41 bits, sobram 5 bits que são usados para indicar os tipos de instruções que foram empacotadas

9 Intel Itanium Permite o fluxo de instruções independentes em grupos (três instruções por grupo) para a execução paralela e pode transpor vários grupos por clock. A arquitetura do Itanium incorpora mecanismos para tirar vantagens do ILP. Compiladores para arquiteturas tradicionais são bem limitadas em sua habilidade de utilizar informação especulativa, pois nem é sempre possível garantir que está correta

10 Intel Itanium 128 registradores de 64 bits para propósitos gerais 128 registradores de 82 bits para números em ponto flutuante Cache L1 com 32KB e cache L2 com 96KB dentro do próprio processador Cache L3 dentro de seu cartucho, podendo esse circuito ter 2 MB ou 4 MB, dependendo da versão do processador

11 Intel Itanium É possível rodar aplicativos no modo real (16 bits), modo protegido (32 bits) e modo virtual 86 (16 bits) Pode rodar no modo IA-32 ou IA-64

12 Intel Itanium Funções Multimídia – Semanticamente compatíveis com a tecnologia HP MAX-2 – MMX e Streaming SIMD Extensions – Tratam registradores gerais como concatenações 8 x 8bits, 4 x 16bits e 2 x 32bits

13 Testes O programa trata da função IDCT para MPEG4 A função é invocada vezes. Verifica-se o tempo gasto ao invocá-la 10 i, onde 0 < i < 8, ou seja, o tempo para invocá-la 10 vezes, 100 vezes,..., vezes Modificações foram feitas no programa, juntamente com opções de compilação (opção –fforce-mem ), para aumentar o uso dos registradores

14 Resultados O Opteron gasta, em média, um tempo 3 vezes menor do que o tempo gasto pelo Itanium para realizar a computação da função IDCT, em um certo número repetido de vezes Como podemos ver no arquivo outroOpt.s e outroIta.s, o número de operações pelo Opteron é bem menor do que o número realizado pelo Itanium, obtendo um código bem mais otimizado

15 Conclusão A arquitetura da Intel não roda nativamente código de 32 bits usado pelos programas atuais, ao contrário do que ocorre nos processadores da AMD Para rodar sistemas operacionais e aplicativos de 32 bits, os processadores IA-64 (Itanium, Itanium 2 e futuros processadores) precisam traduzir as instruções de 32 bits em instruções equivalentes de 64 bits Embora o número de registradores do Itanium seja bem superior ao número do Opteron, este realiza operações de maneira mais eficiente


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