Вопрос хороший на самом деле. =) Если кратко — для синхронизации. Синхронизации работы логических элементов процессора.
При этом, насколько я знаю, делались попытки построения процессоров "без тактовой частоты", т.е. ограниченных по быстродействию лишь собственными задержками в логических элементах.
насколько я знаю, делались попытки построения процессоров "без тактовой частоты", т.е. ограниченных по быстродействию лишь собственными задержками в логических элементах.
По принципу автомата Калашникова?
Мне просто подумалось, что задающий генератор пришлось ввести из-за небольшой ширины канала связи.
Здравствуйте, the_moon, Вы писали:
_>насколько я знаю, делались попытки построения процессоров "без тактовой частоты", т.е. ограниченных по быстродействию лишь собственными задержками в логических элементах.
_>По принципу автомата Калашникова?
Вроде того. =)
_>Мне просто подумалось, что задающий генератор пришлось ввести из-за небольшой ширины канала связи.
Канала связи между чем и чем?
Здравствуйте, Poisson, Вы писали:
P>Здравствуйте, the_moon, Вы писали:
_>>насколько я знаю, делались попытки построения процессоров "без тактовой частоты", т.е. ограниченных по быстродействию лишь собственными задержками в логических элементах.
_>>По принципу автомата Калашникова? P>Вроде того. =)
_>>Мне просто подумалось, что задающий генератор пришлось ввести из-за небольшой ширины канала связи. P>Канала связи между чем и чем?
Здравствуйте, the_moon, Вы писали:
_>Здравствуйте, Poisson, Вы писали:
_>насколько я знаю, делались попытки построения процессоров "без тактовой частоты", т.е. ограниченных по быстродействию лишь собственными задержками в логических элементах.
_>По принципу автомата Калашникова?
_>Мне просто подумалось, что задающий генератор пришлось ввести из-за небольшой ширины канала связи.
Здравствуйте, Noobi, Вы писали: N>Вот тут написано про процессоры без тактовой частоты (еще есть 2я часть)
В той статье я так и не нашел ответа на вопрос, почему синхронизация. Там какая то мутная история про заговор индустии.
Тут намедни читал статью Винера, про кибернетику и его биографию и там он восхищался телевидением и вчастности принципом развертки (кодирование изображения на временной оси). Я думаю это и послужило толчком к использованию синхронизации.
Я вот что подумал, с увеличением разрядности шины данных увеличивается пропускная способность при той же тактовой частоте. Допустим, что если бы существовала гипотитическая возможность связать процессор с каждым битом оперативной памяти, с каждым битом в регистрах всех переферийных устройств, то тактовая частота получается равна нулю?
Здравствуйте, Poisson, Вы писали: P>Вопрос хороший на самом деле. =) Если кратко — для синхронизации. Синхронизации работы логических элементов процессора.
BTW, читал, что на современных тактовых частотах становится заметным время распространения электрического сигнала. Из-за задержек тактовый сигнал до разных блоков процессора доходит не одновременно и блоки всё равно не могут синхронизироваться.
Здравствуйте, beroal, Вы писали:
B>BTW, читал, что на современных тактовых частотах становится заметным время распространения электрического сигнала. Из-за задержек тактовый сигнал до разных блоков процессора доходит не одновременно и блоки всё равно не могут синхронизироваться.
Кстати где написано о проблемах с которыми сталкиваются производители микросхем при повышении тактовой частоты?
желательно с расчетами
PS
Даже если сигнал распространяется со скоростью c задержка при проходе ~1 см составляет (1 см)/3*10^10 см/сек ~10^(-11) сек
что сопоставимо с длительностью такта 10^(-9)сек
Здравствуйте, little_alex, Вы писали: _>Кстати где написано о проблемах с которыми сталкиваются производители микросхем при повышении тактовой частоты? _>желательно с расчетами
Не могу вспомнить, но расчётов там точно не было. Читал довольно давно.
Здравствуйте, little_alex, Вы писали:
_>Даже если сигнал распространяется со скоростью c задержка при проходе ~1 см составляет (1 см)/3*10^10 см/сек ~10^(-11) сек _>что сопоставимо с длительностью такта 10^(-9)сек
Что же Вселенная вычисляет? Насколько мы можем судить, она не ищет ответа на единственный вопрос, подобно гигантскому компьютеру из "Путеводителя для путешествующих автостопом по Галактике" Дугласа Адамса. Вместо этого Вселенная вычисляет сама себя. Управляемая "программным обеспечением" Стандартной модели элементарных частиц и взаимодействий, Вселенная вычисляет квантовые поля, химические соединения, бактерии, людей, звезды и галактики.
Я бы еще добавил — "программистов, сисадминов и прочих тестеров..."
И, вычисляя, она отображает свою геометрию пространства-времени с предельной точностью, допускаемой законами физики. Вычисление и есть ее существование.
Такие дела...
McSeem
Я жертва цепи несчастных случайностей. Как и все мы.
Здравствуйте, the_moon, Вы писали:
_>Здравствуйте, Noobi, Вы писали: N>>Вот тут написано про процессоры без тактовой частоты (еще есть 2я часть)
_>В той статье я так и не нашел ответа на вопрос, почему синхронизация. Там какая то мутная история про заговор индустии.
_>Тут намедни читал статью Винера, про кибернетику и его биографию и там он восхищался телевидением и вчастности принципом развертки (кодирование изображения на временной оси). Я думаю это и послужило толчком к использованию синхронизации.
_>Я вот что подумал, с увеличением разрядности шины данных увеличивается пропускная способность при той же тактовой частоте. Допустим, что если бы существовала гипотитическая возможность связать процессор с каждым битом оперативной памяти, с каждым битом в регистрах всех переферийных устройств, то тактовая частота получается равна нулю?
Я думаю, что т.ч. нужна для того, чтобы передавать сигнал. Чем больше частота — тем больше бит передастся в ед. времени.
Если бы процессор мог устанавливать каждый бит памяти (если он не может?) — ведь имхо должна же быть какая-то несущая частота для передачи того, что бит нужно сменить. (например, возможность сменить бит 100 раз\сек или 1000)
Затем, что разработка тактируемых устройств — гораздо дешевле и проще, чем свободно-живущих.
Пусть некая логическая схема выглядит так
+---+
+--> B >--+ +---+
+---+ | +---+ +--> |
| A >--+ | D >---
+---+ | +---+ +--> |
+--> C >--+ +---+
+---+
Распространение сигнала через подсхемы B и C — в общем случае, различно. Чтобы D обрабатывала когерентные данные, нужно
— либо вводить буферизацию в линиях B-D, C-D (D будет вынимать очередной набор, когда готово само и есть данные в обеих линиях), а также заботиться о согласовании скорости (B не должно посылать данных, если очередь B-D переполнена; A не должно посылать данных, если переполнены очереди A-B или A-C);
— либо ввести внешнее тактирование; в этом случае очереди выродятся до регистров-защёлок, а то и без регистров можно обойтись.
Разумеется, если какая-то подсхема отличается редкой тормозливостью, то включать её в тактирование всего устройства — это катастрофически понижать частоту. Тогда её выносят за пределы устройства, которое асинхронно взаимодействует с ним по некоторому протоколу.
Либо действительно, строится конвеер. Но опять же, легче реализовывать тактируемый конвеер (все его составляющие, в том числе очереди, меняют состояние по единому синхроимпульсу), чем чисто асинхронный.
На мой взгляд, твой вопрос является родным брат вопроса — зачем компьютеры дискретные, а не аналоговые?
С теоретической стороны дело в сложности описания непрерывных процессов относительно дискретных. Функция, реализуемая некоторой схемой, будет описываться не простецкой дискретной математикой, а дифференциальным уравнением, причем сложность уравнения будет расти экспоненциально с ростом кол-ва элементов схемы.
Простой пример — возьмем асинхронный логический элемент, реализующий конъюнкцию. Скорее всего при входах 0/0 на выходе получим 0 гораздо быстрее, чем 1 при входах 0/1. Функция, описывающая поведение схемы из миллиона таких элементов будет ужасна.
С практической стороны все еще хуже. Для того, чтобы наша функция была справедлива, составляющие логические элементы должны обладать идеальной параметрической точностью. Чуть поплывший временной параметр одного элемента может испортить все. Мало того, что надо произвести идеальные элементы, еще надо обеспечить чтобы их временные параметры не изменялись от нагрева или старости.
Здравствуйте, Noobi, Вы писали:
N>Здравствуйте, the_moon, Вы писали:
_>>Здравствуйте, Noobi, В _>>Я вот что подумал, с увеличением разрядности шины данных увеличивается пропускная способность при той же тактовой частоте. Допустим, что если бы существовала гипотитическая возможность связать процессор с каждым битом оперативной памяти, с каждым битом в регистрах всех переферийных устройств, то тактовая частота получается равна нулю?
N>Я думаю, что т.ч. нужна для того, чтобы передавать сигнал. Чем больше частота — тем больше бит передастся в ед. времени.
N>Если бы процессор мог устанавливать каждый бит памяти (если он не может?) — ведь имхо должна же быть какая-то несущая частота для передачи того, что бит нужно сменить. (например, возможность сменить бит 100 раз\сек или 1000)
Для того что бы делать операции связанные со временем есть таймер, никак не связанный с тактовой частотой и задающим генератором.
Здравствуйте, Костя Ещенко, Вы писали:
КЕ>На мой взгляд, твой вопрос является родным брат вопроса — зачем компьютеры дискретные, а не аналоговые?
Братом, но не моим вопросом. Получается двоичная логика есть просто упрощенное дифференциальное уравнение, подогнанное под наши возможности ( возможности техники ).
КЕ>Простой пример — возьмем асинхронный логический элемент, реализующий конъюнкцию. Скорее всего при входах 0/0 на выходе получим 0 гораздо быстрее, чем 1 при входах 0/1. Функция, описывающая поведение схемы из миллиона таких элементов будет ужасна.
Проблема в неравных задержках распространения сигналов для разрядов регистра.
Входные/выходные ворота регистра должны быть открыты/закрыеы до тех пор пока все разряды не установятся в определённое значение!
Хотя схема асинхронного тригера была запатентована почти одновремённо с синхронным, для его реализации необходимо порядка 50 транзисторов, введение кроме 0/1 третьего состояния "нет данных" и конвертеров синхронные<->асинхронные. Всё это приводит к удорожанию и не возможности реализации на современных технологиях!
Для примера АЛЬФА-технология реализованая фирмой DEC содержит 25 транзисторов на тригер! Но он работает тем надёжнее чем выше частота, что в своё времы привело к выходу на гигагерцовый диапазон частот.
Здравствуйте, the_moon, Вы писали:
КЕ>>На мой взгляд, твой вопрос является родным брат вопроса — зачем компьютеры дискретные, а не аналоговые?
_>Братом, но не моим вопросом. Получается двоичная логика есть просто упрощенное дифференциальное уравнение, подогнанное под наши возможности ( возможности техники ).
Не, имелось ввиду, что переходные процессы в логическом элементе описываются дифурами. Поскольку мы не можем с помощью тактирования сообщить последующим элементам, что переходные процессы в предыдущих элементах закончились, то эти переходные процессы будут непосредственно влиять на последующие элементы. Соответственно описать поведение такой схемы станет гораздо сложнее.
КЕ>>Простой пример — возьмем асинхронный логический элемент, реализующий конъюнкцию. Скорее всего при входах 0/0 на выходе получим 0 гораздо быстрее, чем 1 при входах 0/1. Функция, описывающая поведение схемы из миллиона таких элементов будет ужасна.
_>А кто сказал, что будет легко?
Здравствуйте, the_moon, Вы писали:
_>Для того что бы делать операции связанные со временем есть таймер, никак не связанный с тактовой частотой и задающим генератором.
Асинхронные схемы очень сложны в разработке и реализации. Хотя, с учетом того, что все на кристалле, скорее, в разработке. Я, как старый электронщик, с трудом представляю, как можно расработать что-то асинхронное на уровне того же P4. Так что тактовая — это конечно тормоз для кристалла, то супер-ускоритель времени разработки. Как понимаешь, в нашем мире никто не будет ждать 20 лет, пока ты разродишься своей супер-сасинхронной схемой.
Так что для простеньких спец-вычислителей это еще тянет, а для нормальных процов без тактовой не обойтись.
Здравствуйте, the_moon, Вы писали: _>Я вот что подумал, с увеличением разрядности шины данных увеличивается пропускная способность при той же тактовой частоте. Допустим, что если бы существовала гипотитическая возможность связать процессор с каждым битом оперативной памяти, с каждым битом в регистрах всех переферийных устройств, то тактовая частота получается равна нулю?
Не вполне. Тактовая частота, а точнее — наличие тактирующих импульсов, отражает принятую в дискретном мире концепцию времени. Философская категория времени связана с последовательностью и длительностью. Таким образом, тактирующие импульсы делят непрерывное время на набор пронумерованных устойчивых состояний, задавая последовательность. Даже если процессор связан со всем подряд напрямую, нам надо как-то отличать появление точки на экране в результате нажатия на клавишу от обратного явления. В непрерывном случае можно было бы обойтись совсем без тактов, и даже все еще соблюдать принцип причинности. Но тогда возникло бы много всяческих трудностей при программировании.
Сама по себе тактовая частота служит для перехода от последовательности к длительности. Никто не запрещает вам подавать импульсы раз в час, или даже вообще неравномерно. С точки зрения дискретной техники, между импульсами "ничего не происходит".
... << RSDN@Home 1.1.4 beta 4 rev. 303>>
Уйдемте отсюда, Румата! У вас слишком богатые погреба.
Перекуём баги на фичи!
