MMX в питаннях і відповідях.

В.: Чи можна вважати ММХ стратегічним зміною архітектури процесорівх8б?
О.: Так, це дійсно так. Слід особливо підкреслити, що сьогодні миє свідками унікальної події, яке вкрай рідко зустрічаєтьсяв історії обчислювальної техніки. ММХ - найбільш значна змінаархітектури х86, з тих пір, як Intel представила світу перших 32-розрядний
386-процесор у 1985 році. Тепер важливо, щоб і виробники комп'ютерів,і розробники програм швидше освоїли цю нову технологію. Останнійраз, коли Intel переглядала архітектуру x86 в такому «інтенсивному дусі»,було 11 років тому, але більшість користувачів PC тільки тепер переходитьдо 32-розрядному програмного забезпечення. Сьогодні Intel хоче, щобтехнологія ММХ набагато швидше знайшла своє визнання.

В.: У чому суть технології ММХ?
О.: Завдання мультимедіа, на які орієнтована технологія ММХ, вимагаютьінтенсивних обчислень над цілими числами. Тому сутність рішенняполягала в тому, щоб наростити архітектуру процесорів Pentium новиммодулем, націленим на вирішення цієї задачі, - але так, щоб цей модульбув непомітний для вже існуючих програм і операційних систем. Прице, щоб не порушувати питань сумісності з попередніми поколіннямипрограм, Intel представила вісім нових регістрів ММХ як логічнірегістри, які відображаються на існуючий стек регістрів з плаваючоюкомою (FPU, співпроцесор). У співпроцесора Pentium є вісімуніверсальних регістрів для операцій над числами з плаваючою комою, ікожен - шириною 80 бітів. При цьому в описі числа з плаваючою комоювикористовуються 64 біта для мантиси і 16 бітів для експоненти. Команди ММХвикористовують тільки 64-розрядну частину мантиси кожного з регістрівспівпроцесора, щоб зберегти операнди ММХ.
Отже, сутність ММХ полягає в появі в процесорах Pentium віртуальногоеквівалента восьми нових регістрів і 57 нових команд, якіоптимізовані для задач мультимедіа. Такий прийом дає можливість обійтисябез радикальної зміни стандартної архітектури х86. Постачальникамопераційних систем також не доведеться придумувати нові коди, щобзберегти стан регістрів ММХ - з точки зору операційної системи вонивиглядають так само, як звичайні регістри чисел з плаваючою комою.

В.: За рахунок чого зростає продуктивність систем? О.: Як булозазначено вище, команди ММХ використовують регістри співпроцесора, алеявляють собою команди цілочисельного типу. Їх 64-розрядні операндиможуть містити вісім упакованих байтів, або чотири упакованих 16 --розрядних слова, або два упакованих 32-розрядних подвійних слова, або жодиночне 64-розрядне слово учетверенной довжини. Тобто різні по довжинідані мультимедіа упаковуються в один 64-розрядне слово, і над нимпроводиться якесь загальне дію.
Ця методика називається одиночної командою з множинними даними (SIMD),і орієнтована на алгоритми та типи даних, які характерні дляпрограмного забезпечення мультимедіа. Приклади включають MPEG-декомпресію,оцінку і компенсацію руху (облік зміни зображення в кадрі),перетворення колірного простору, накладення текстури, двовимірнуфільтрацію, множення матриць, швидке перетворення Фур'є, дискретнекосинус-перетворення і т.д. По суті, те, що об'єднує ці процеси --потенційний паралелізм обчислень. Тому ММХ-команди розробленіперш за все для того, щоб максимально експлуатувати такий паралелізм.
Припустимо, що програма управляє графікою в 8-розрядному кольорі, щонайчастіше використовується в іграх. ММХ-команда може упаковувати вісімпікселів в одиночний операнд і обробляти їх разом. Звичайний же ЦП класух86 може обробляти одночасно тільки один піксель. Програми,що працюють зі звуком або комунікаційні програми в основному використовуютьшестнадцатіразрядние типи даних, так що одиночна ММХ-команда може заразобробляти по чотири з таких значення в одному розряді. Однак слідпідкреслити, що для реалізації цього алгоритму необхідно окремепрограмне забезпечення, оптимізоване для ММХ.

В.: Чи були зроблені будь-які додаткові удосконалення в Pentium
ММХ, окрім підтримки нових інструкцій? О.: Так, існує цілий списоксхемотехнічних і архітектурних змін, які внесені до Pentium ММХпоряд з підтримкою нових інструкцій:
<
• Збільшений удвічі розмір кеш-пам'яті першого рівня - 16KB для даних і
16К.В для інструкцій.
• Новий блок пророкування розгалужень, запозичений з процесора
PentiumPro
• Введена реалізація Return Stack, запропонована IBM
• Збільшена на один крок довжина конвеєра (тим самим Pentium ММХ перейшов в клас суперскалярні суперконвейерних процесорів)
• Проведена робота щодо поліпшення паралельної робота конвеєрів щоб знизити ймовірність виникнення заторів
• Введена можливість виконання двох ММХ - інструкцій за один такт процесора, отже два SIMD інструкції можуть обробити 16 байт даних за один такт.
• Збільшена вдвічі кількість Write Buffers, 4 замість 2.
Завдяки цим змінам, вдалося підвищити на 10% -15% продуктивністьроботи навіть звичайних програм, які не оптимізовані для Pentium ММХ
(таких, наприклад, як Word, Excel, PageMaker і т.д.). В основному цеобумовлено підвищенням розміру первинної кеш-пам'яті в нових процесорах.

В.: Що можна сказати про сумісність ПЗ та процесорів Pentium ММХ? О.: Якпідкреслюється у численних документах корпорації Intel, слідговорити про повну сумісність існуючого у користувачів програмногозабезпечення при його роботі на ММХ-системах. Навпаки, програмні продукти,розроблені з урахуванням специфіки набору інструкцій ММХ, абсолютнонеобов'язково будуть працювати на звичайних системах з процесором Pentium.
Справа в тому, що при запуску цих програм вони спочатку перевіряють наявність усистемі процесора Pentium ММХ, і якщо він не виявлений, можуть припинятисвою роботу. Intel делегувала таке право розробникам ПЗ і коженрозробник має право сам визначити, чи хоче він, щоб конкретна версіяпрограми працювала на звичайному «не - ММХ» комп'ютері.
На сьогодні вже розроблено більше десятка програмних продуктів у такихобластях як обробка зображень (Adobe PhotoDeluxe і вітчизняний
PictureMan), відеоконференції, і звичайно ж, численні комп'ютерніігор і мультимедіа-енциклопедії. Судячи із заяв виробників ПЗ, «напідході »більше сотні найменувань програмних продуктів, адаптованих під
Pentium ММХ. З повним списком існуючого ПЗ можна познайомитися задресою http://mmx.com/mmx/software/ або http://]
93.124.133.131/contents/mmx/software/index.htm.

В.: З яких компонентів складається повноцінна ММХ-система? О.: Для того,щоб створити повноцінну ММХ-систему, необхідно, щоб в комп'ютерібули присутні три компоненти:

). Процесор Pentium ММХ,
2. Системна плата, що підтримує процесор Pentium ММХ,
3. Програмне забезпечення, оптимізоване для використання інструкцій процесора Pentium ММХ.

В.: Чим же відрізняється системна плата з підтримкою ММХ від звичайної системноїплати для процесорів Intel Pentium? О.: Тут також можна говорити про тривідмінностях:
• 2 роздільних напруги живлення (2,8 В та 3,3 В), тому що ядро нових процесорів харчується зниженою напругою,
• модифіковане гніздо Socket 7, розраховане на додатковий висновок у процесорів Pentium ММХ (плати, що мають таке гніздо, часто мають назву, що починається з позначення «Р55С ...»),< br>• спеціально розроблений BIOS, що підтримує ММХ.

Відповідаючи на питання про те, як перевірити, чи підтримує конкретна систематехнологію ММХ в повному обсязі, представник Intel (Russia) В.
Предтеченський відзначив, що якщо такі умови, як наявність самогопроцесора Pentium ММХ, двох регуляторів напруги живлення і тип гніздапід ЦП на системній платі можнавизначити чисто візуально, то перевірити BIOS на підтримку ММХ можна здопомогою спеціальної утиліти, доступною для копіювання на сайті http://mmx.com.
В.: Які моделі системних плат з підтримкою ММХ існують зараз наринку?
О.: Як було зазначено представником Intel В. Предтеченський на презентаціїтехнології ММХ, що пройшла 22 січня в Москві, в корпорації розроблені 4моделі системних плат, орієнтованих на підтримку Pentium ММХ. З нихзараз серійно випускається і доступна в Росії лише єдина системнаплата, що має кодове позначення ТС430НХ. У побуті, середкомп'ютерників, її ще називають TUCSON. До речі, ці плати поставляються врізних конфігураціях. Ті являють собою дуже «просунутий» рішення,оскільки містять інтегрований графічний адаптер S3 ViRGE з 2 МБпам'яті і апаратною підтримкою 3-мірних ігор і дуже непоганий звуковийадаптер з хвильовим синтезом Yamaha OPL3-SA/OLP4-ML. Докладніше з ТС430НХВи можете ознайомитися на врізки до цієї статті.
В.: Хто з покупців найбільш зацікавлений в придбанні комп'ютерів зпідтримкою ММХ?
О.: Слід назвати дві великі категорії покупців, які отримаютьпомітну вигоду від застосування нових систем - це в першу чергу домашнікористувачі, які орієнтуються на сучасні ігри, перегляд відеофільмів на
CD-ROM та комп'ютерні телекомунікації, і друга категорія - професіонали -дизайнери, для яких критично швидкодію комп'ютерів при створенніскладних оригінал-макетів в повнокольоровому 24-біт. палітрі. Такепозиціонування обумовлено новими можливостями ММХ-систем по підвищеннюпродуктивності роботи з растрової і 3-мірної графікою,компресувати відео і звуком.
В.: Яке значення має підтримка ММХ для звичайної офісної роботи? О.: Яквідомо, більшість комп'ютерів у Росії купується для офісної роботи, іяк стверджує статистика, найбільш популярними є-офісні програми
Microsoft. Взагалі кажучи, додатки найбільш поширеного пакету MS
Office 95, ні нового MS Office 97 (Word, Excel, Access і т.д.) нерозроблялися прямо для підтримки технологію ММХ. Інша річ, щонова версія Windows 95, відома як Service Release 2 (SR2) і якабуде доступна через OEM-партнерів Microsoft, за твердженням Microsoftрозроблена таким чином, що містить підтримку ММХ для драйверів
DirectX. Тому продуктивність всіх додатків Windows 95, включаючиофісні пакети, зросте з двох причин: збільшена кеш-пам'ятьпроцесорів Pentium ММХ і більш швидка графіка.

Таким чином, покупці нових систем, які орієнтуються на роботу з бізнес -додатками, - можуть розглядати технологію ММХ як опцію, якапризведе до невеликого підвищення продуктивності (близько 15%) завдякиполіпшень в архітектурі Pentium ММХ, але для цього їм треба купити машину зновою версією Windows 95 і встановленим процесором Pentium ММХ. З іншогобоку, відсутність підтримки ММХ не є критичною для ефективностіповсякденної роботи в офісах і якщо покупець обмежений у коштах, цілкомможна придбати і звичайний Pentium PC,

В.: Як слід вчинити покупцям, щоб придбати новітню систему з
Pentium ММХ, і в той же час не затратити дуже великі кошти накомп'ютер?
О.: Сьогодні комп'ютерні технології розвиваються дуже швидко, і зі зрозумілихпричин всім покупцям хотілося б купити такий ПК, який не застарівб відразу після моменту його придбання. З іншого - ми перебуваємо зараз усамого старту технології ММХ, і повністю укомплектовані системи зпідтримкою ММХ досить дороги. Наприклад, вартість лише одногопроцесора Pentium ММХ з частотою 200 МГц складає більше 500 доларів.
Як показують опитування, більшість же покупців хотіли б, щоб у нихсьогодні була можливість придбати нехай і не настільки дорогу машину, алетаку, яку через деякий час можна було легко модернізувати вповноцінний ММХ-комп'ютер. І насправді, компромісне рішення тутіснує: це так звані «MMX-ready systems», - комп'ютери, готові дороботі з процесором Pentium ММХ і відповідним ПЗ. Конкретнийпокупець може придбати сьогодні цю систему з менш дорогимпроцесором, - наприклад, Pentium 75/100/120/133, - і через кількамісяців, коли ціни на процесори Pentium ММХ 166МГц і 200 МГц впадуть доприйнятного рівня, просто замінити звичайний Pentium на Pentium ММХ,зберігши тим самим рівень «сучасності» свого комп'ютера, а своївкладення - від знецінення. Що стосується конкретних цін на системні платидля процесорів Pentium ММХ, то цю інформацію читачі можуть знайти наврізки до цієї статті.

В.: Чи будуть ММХ-системи та програмні продукти мати свій логотип?
О.: Щоб майбутні покупці могли відрізнити комп'ютери і програмніпродукти, що підтримують технологію ММХ, був розроблений новий логотип.
Системи, створені на основі мікропроцесора Pentium з технологією ММХ,можна буде впізнати за наявності трикутної «капелюшка» у верхньому лівому кутідобре відомої емблеми «Intel Inside ® Pentium processor». Цей новийапаратний логотип ліцензований виробниками систем - учасникамипрограми Intel Inside. Розфарбовані в кольори веселки «капелюшок» з буквами
«ММХ» символізує розширені можливості як комп'ютера, так іпрограмного забезпечення. У рамках нової програми цей логотип заразліцензується незалежними розробниками програмного забезпечення, щобйого можна було застосовувати для маркування ПЗ, в якому реалізовані всіпереваги, що надаються технологією ММХ корпорації Intel. Новийлоготип допоможе покупцям при придбанні програмного забезпечення,відповідного нових апаратних засобів.

В.: Які ще моделі процесорів Pentium ММХ незабаром будуть випущені наринок? , '
О.: Ще в продажу оголошені дві моделі процесора Р55С - з тактовимичастотами 166 МГц та 200 МГц. За відомостями з російського представництва
Intel, протягом найближчих 3-4 місяців на ринку з'являться і молодші моделі
Pentium ММХ з частотами 150 МГц і 133 МГц, що найбільш важливо дляпокупців домашніх ПК. За деякими публікаціями, можливо, що в другійполовині року буде випушен Pentium ММХ з тактовою частотою 233 МГц.

В.: Яке майбутнє процесорів типу х86 з точки зору підтримкитехнології ММХ?
О.: У 1997 році Intel планує інтегрувати технологію ММХ у все новіпроцесори класу х86, включаючи майбутні модифікації процесорів Pentium Pro,відомі як Klamath і Deschutes. До 1998 року, ММХ, цілком ймовірно,буде таким же стандартним елементом архітектурі х86, як це сталося зрозширенням 32-розрядних команд, доданих до 386-м ЦП більш ніж десятокроків тому.
У 1997 році Intel планує вдосконалити рівень виробничихпроцесів, перейшовши з 0. 35-micron БіКМОП (BiCMOS)-технології на 0.28-(для
Klamath) і 0.25-micron (для Deschutes) техпроцеси КМОП (CMOS). Klamath і
Deschutes будуть підтримувати ММХ як стандартне розширення архітектури.
Планується, що перша Klamath будуть працювати на частоті 200 або 233 МГц,пізніше - до 266 МГц. Deschutes відразу стартує з 300 МГц, а пізніше перший зпроцесорів типу х86 подолає трьохсот-мегагерцовим бар'єр, працюючи начастоті 333 МГц.
Далі слід Р7, представник сьомого покоління процесорів Intel х86,відомий сьогодні як Intel Merced. Процесор Intel Merced, плідпартнерства Intel з Hewlett-Packard, розширить 32-розрядну х86-архітектурудо 64 бітів і представить реалізацію нової системи команд. Ця архітектура,якої «подарований титул» 1А-64, буде як і раніше, сумісна зіснуючою архітектурою х86, точно також як 32-розрядна архітектура, -
386, 486, Pentium, Pentium Pro, - сумісна з шестнадцатіразряднимі 286,
8086, і 8088. Intel стверджує, що інструкції ММХ будуть у складі 1А-64.
В.: За допомогою яких тестів можна перевірити продуктивність ММХ-систем?
О.: Оскільки звичайні широко поширені тести (включаючи популярні
Winstone 97 і WinBench 97) не можуть адекватно відобразити зростання швидкодії
ММХ-систем, корпорація Intel розробила Intel Media Benchmark (комплекснийтест графіки та мультимедіа). Intel Media Benchmark вимірюєпродуктивність процесорів, що виконують алгоритми, реалізовані всистемах мультимедіа. Цей тест містить програми відтворення аудіо тавідео, обробки зображень, оцифровки звуку з різними частотамидискретизації, а також програми роботи з тривимірною геометрією.
Детальніше познайомитися з описом на Intel Media Benchmark і отриматикопію цих тестів можна на сайті Webhttp://l 93.124.133.131/contents/procs/perf/doc/htmi/mmxbrief.htm ^ unix I.
Єдине, про що необхідно попередити читачів: обсяг архівного файлу
Intel Media Benchmark становить 20 МБ, але на зазначеній сторінці Web ecть івepcія архіву, розділена на декілька більш дрібних частин, що зручно длязавантаження за допомогою модему
В.: У чому відмінність технологій ММХ і NSP? О.: Не дивлячись на те, що обидвітехнології, запропоновані Intel, - ММХ і NSP (Native Signal Processing), --переслідують одну і ту ж мету, вони докорінно відрізняються за своєю ідеєю. Метацих технологій- Перенесення тяжкості операцій з потоками мультимедіа зспеціалізованих адаптерів мультимедіа на центральний процесор Pentium,що дозволяє виключити або знизити потребу в дорогих сигнальнихпроцесорах DSP (Digital Signal Processor).
Першою була розроблена і запропонована технологія NSP (1995 р.), суть якоїполягала в реалізації таких апаратних рішень адаптерів мультимедіа,які представляли б якісь урізані, а тому недорогі копіїповноцінних відеобластеров, фрейм-граббер тощо, включаючи навіть звуковіадаптери. У них, при збереженні інтегральних мікросхем введення/виводу,посилення, аналого-цифрового перетворення і пр., не було б самсигнальний процесор, роль якого мав би виконувати Pentium. Зазрозумілих причин, це вимагало б перегляду номенклатури виробів цілоїгалузі, зачіпало інтереси тисяч компаній-виробників периферії та
1ТО, а тому був зустрінутий ними без особливого натхнення. Тому NSP такі не вийшла за рамки дослідницького проекту, хоча про цю технологіюбагато писали і навіть представляли деякі прототипи рішень. У певномусенсі ММХ - це спадщина NSP, тільки реалізоване на іншому рівні, за рахунокз'єднання нових інструкцій процесора і програмних додатків, спеціальнопідтримують розширені можливості процесорів Pentium ММХ.