Information Calcul Communication Systmes Informatiques Leon 1 Architecture

Information, Calcul, Communication Systèmes Informatiques – Leçon 1: Architecture – Clip 7: Parallélisme I P. Ienne, W. Zwaenepoel, A. Ailamaki, commentaire: P. Janson 1 / 12 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I

Et la performance là-dedans ? Etape 5 Architecture! ~20% / an proviennent de la technologie (= vitesse des transistors) 2 / 12 Source: Hennessy & Patterson, © MK 2011 Accroissement des performances des processeurs: 52% / an 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I

Augmenter la performance ? = Réduire le délai = Augmenter le débit temps d’attente pour obtenir un résultat nombre de résultats par unité de temps t t Deux exemples simples d’amélioration de la performance : 1. Au niveau du circuit Réduire le délai d’un additionneur 2. Au niveau de la structure du processeur Augmenter le débit d’instructions 3 / 12 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I

Parallélisme des circuits = Réduire le délai temps d’attente pour obtenir un résultat t 1. 4 / 12 En accélérant les circuits 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I

Faire des sommes est facile… A B 0111010101100011010 + 1011100010111001011 = 11100011010 10010111000011100101 Retenue Sommes élémentaires 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1 + 1 = 10 = 1 21 + 0 20 = 210 5 / 12 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I

Faire un circuit est aussi (relativement) facile… A B … 1 0 0 0 1 1 0 + … 1 1 1 0 0 1 1 = Somme 0 + 0 = 00 0 0 + 1 = 01 1 0 + 1 + 0 = 01 1 0 + 1 = 10 1 + 0 = 01 1 + 0 + 1 = 10 1 + 0 = 10 1 + 1 = 11 … 0 1 1 1 0 0 1 Il faut ajouter aussi la retenue 6 / 12 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I

Mais ce circuit est lent ! A B … 1 0 0 0 1 1 0 + … 1 1 1 0 0 1 1 = La propagation de la retenue est un aspect fondamental du temps de calcul de la somme ! ● … 0 1 1 1 0 0 1 A la base, le délai d’un additionneur est donc proportionnel au nombre de bits à additionner ● 7 / 12 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I

Peut-on faire mieux ? bits 63 T 8 / 12 bits 0 Additionneur 64 bit 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I

Peut-on faire mieux ? bits 63 Additionneur 32 bit 9 / 12 Retenue des bits 31 bits 0 Additionneur 32 bit 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I

Peut-on faire mieux ? bits 63 T/2 Additionneur 32 bit Retenue des bits 31 T/2 bits 0 Additionneur 32 bit On n’a rien gagné… 10 / 12 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I

Peut-on faire mieux ? bits 63 bits 0 Additionneur 32 bits (B 0) Additionneur 32 bits (B 1) T/2 ‘ 0’ T/2 Additionneur 32 bits (A) ‘ 1’ Ça prend seulement la moitié du temps ! 11 / 12 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I

Le génie informatique (1) On peut profondément changer la performance du circuit sans en changer la fonctionnalité ●On peut investir plus de transistors et plus d’énergie pour obtenir des circuits très rapides ●On peut ralentir les circuits pour épargner de l’énergie ● => Ceci est un exemple de synthèse logique qui est une des branches de l’ingéniérie informatique (Computer Engineering) 12 / 12 3. Systèmes Informatiques – 1. Architecture – 7. Parallélisme I