【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 174。 動(dòng)態(tài)加速技術(shù) ?當(dāng)一個(gè)內(nèi)核處于空閑狀態(tài)時(shí)，該增強(qiáng)特性可利用該內(nèi)核釋放的性能擴(kuò)展空間（如電能），來(lái)提升另一個(gè)仍處于激活狀態(tài)的內(nèi)核性能。 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 32 Nehalem微架構(gòu)的處理器 ? Nehalem微架構(gòu)基本特點(diǎn) ?原生四核結(jié)構(gòu) ?采用 SMT技術(shù)，每核可同時(shí)執(zhí)行 2個(gè)線程 ?4發(fā)射超標(biāo)量，每核四條 16級(jí)流水線 ?48位虛擬地址空間， 40位物理地址空間 ?45nm芯片工藝 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 33 ? Nehalem微架構(gòu)的新特點(diǎn) ?更大的并行性 ? 增加了亂序考察窗和調(diào)度表 ?改進(jìn)后的更高效的算法 ? 加快線程同步原語(yǔ)的執(zhí)行 ? 加快了分支預(yù)測(cè)失敗時(shí)的處理速度 ? 改進(jìn)了硬件預(yù)取和 LoadStore調(diào)度 ?提高了分支預(yù)測(cè)的性能 ? 新增加了 2級(jí)分支目標(biāo)緩沖器，增大了對(duì)指令流歷史的記錄 ? 新增加了重命名式返回棧緩沖，存放 CALL指令的返回地址，并防止返回棧緩沖溢出 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 34 ? Nehalem微架構(gòu)的新特點(diǎn) ?采用 SMT（同時(shí)多線程）技術(shù) ? 同一個(gè)執(zhí)行核能同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)線程 ?新的緩存結(jié)構(gòu) ? 與 Core微架構(gòu)一樣的 L1 Cache（ 32KB指令Cache與 32KB數(shù)據(jù) Cache） ? 每個(gè)核配新的 256KB極低延遲 L2 Cache ? 新增 8MB包含共享式 L3 Cache，當(dāng) L3 Cache沒(méi)有命中，則數(shù)據(jù)肯定不在 L1和 L2 Cache中 ?集成了內(nèi)存控制器 ? 支持 3通道的 DDR3內(nèi)存 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 35 ? Nehalem微架構(gòu)的新特點(diǎn) ?用 QuickPath代替了前端總線（ FSB） ? 最大帶寬高達(dá) ? 采用高速差分信號(hào)傳送 ? 采用點(diǎn)到點(diǎn)互連技術(shù)，不僅連接 CPU和北橋，還作為 CPU與 CPU之間的連接 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 36 IA32處理器基本執(zhí)行環(huán)境 ? 實(shí)地址模式 與 8086/8088兼容，但可以處理 32位數(shù)據(jù) 1MB內(nèi)存空間，分段管理，所有程序全在 0 (核心 )級(jí) MSDOS運(yùn)行在此模式下， PC機(jī)開(kāi)機(jī)首先進(jìn)入的也 是該模式 對(duì)內(nèi)存和程序甚至操作系統(tǒng)沒(méi)有任何保護(hù)能力 ? 保護(hù)模式 支持多任務(wù)操作，并保護(hù)每個(gè)任務(wù)的數(shù)據(jù)和程序 存儲(chǔ)器采用虛擬地址空間、線性地址空間和物理地址空間三種方式來(lái)描述，具有存儲(chǔ)保護(hù)功能 虛擬地址空間 64TB（ 246） 4級(jí)管理，可以使用分頁(yè)或分段技術(shù)管理內(nèi)存 Windows、 Linux操作系統(tǒng)均運(yùn)行在該模式下 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 37 ?虛擬 8086模式（ V86模式） ?系統(tǒng)管理模式 為操作系統(tǒng)和正在運(yùn)行的應(yīng)用程序提供透明的電源管理和系統(tǒng)安全平臺(tái)功能 進(jìn)入本模式系統(tǒng)將轉(zhuǎn)到一個(gè)獨(dú)立的地址空間運(yùn)行，并保存當(dāng)前程序或任務(wù)的基本環(huán)境 在保護(hù)模式下可以同時(shí)模擬多個(gè) 8086處理器的工作 比較項(xiàng)目 實(shí)地址模式 虛擬 8086模式 內(nèi)存管理 分段管理 既分段又分頁(yè) 存儲(chǔ)空間 1MB 每個(gè) 8086程序任務(wù)尋址 1MB，總尋址空間 4GB 多任務(wù) 不支持 支持，虛擬 8086模式是 Pentium保護(hù)模式中多任務(wù)的一個(gè)任務(wù) 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 38 ? IA32e模式（支持 Intel EM64T的 IA32處理器才有） 兼容模式 類似于 32位保護(hù)模式，傳統(tǒng)的 16位或 32位程序無(wú)需重新編譯就可以運(yùn)行在 64位操作系統(tǒng)中。在 64位模式和保護(hù)模式下支持的所有特權(quán)級(jí)別在兼容模式同樣支持。 64位模式 允許 64位操作系統(tǒng)運(yùn)行存取 64位線性地址空間的應(yīng)用程序，程序可訪問(wèn)的線性地址空間達(dá)到 264字節(jié)，物理地址空間增加到 240字節(jié)。通用寄存器的寬度增加到 64位，并新增了 8個(gè)通用寄存器和 8個(gè) SIMD寄存器。 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 39 工作模式的轉(zhuǎn)換 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 40 IA32處理器中的寄存器 基本寄存器 系統(tǒng)級(jí)寄存器 調(diào)試與測(cè)試寄存器 浮點(diǎn)寄存器 通用寄存器 指令指針寄存器 標(biāo)志寄存器 段寄存器 控制寄存器 系統(tǒng)地址寄存器 數(shù)據(jù)寄存器 地址指針寄存器 變址寄存器 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 41 AH AL BH BL CH CL DH DL SP BP DI SI 累加器 基址變址 計(jì)數(shù) 數(shù)據(jù) 堆棧指針 基址指針 目的變址 源變址 32位 16位 AX BX CX DX SP BP DI SI 16位名稱 ? AX、 BX、 CX、 DX、 SP、 BP、 DI、 SI分別是 EAX、 EBX、 ECX、 EDX 、 ESP、 EBP、 EDI、 ESI的低 16位 ? AL、 BL 、 CL、 DL分別是 AX、 BX、 CX、 DX的低八位 ? AH、 BH 、 CH、 DH分別是 AX、 BX、 CX、 DX的高八位 EAX EBX ECX EDX ESP EBP EDI ESI 32位名稱 高 16位擴(kuò)展 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 42 ? EAX 累加器 存放操作數(shù)和結(jié)果，乘除運(yùn)算、I/O指令中特指 ? EBX 基址寄存器 查表轉(zhuǎn)換和間接尋址時(shí)存放基址 ? ECX 計(jì)數(shù)寄存器 串操作和循環(huán)中做計(jì)數(shù) ? EDX 數(shù)據(jù)寄存器 乘除運(yùn)算、 I/O指令中特指 ? 可以 32位、 16位或 8位形式訪問(wèn)，例如， EAX可使用 16位的 AX，也可以使用 8位的AH、 AL 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 43 ? ESP 堆棧指針寄存器 ，存放棧頂?shù)刂? ? EBP 基址指針寄存器 ，存放棧段基地址 ? ESI 源變址寄存器 ? EDI 目的變址寄存器 ? 存放地址的偏移量，也可存放操作數(shù)， 但只能以 32位或 16位為單位訪問(wèn) 如： ESI可以使用 16位的 SI 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 44 64位模式下的通用寄存器 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 45 ? CS 代碼段寄存器 ? DS 數(shù)據(jù)段寄存器 ? SS 堆棧段寄存器 ? ES 附加段寄存器 ? FS、 GS 附加段寄存器 ? 段寄存器均為 16位的寄存器 ? 用于存儲(chǔ)器尋址，存放段的開(kāi)始地址 ? 在 64位模式下， FS, GS無(wú)效， CS, DS, ES, SS均指向基地址為 0的“段”。 …… 堆棧段 數(shù)據(jù)段 附加段 代碼段 …… 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 46 ? EIP 指令指針寄存器 ： 即程序計(jì)數(shù)器，指向 下一條 指令在代碼段中的偏移量 16位的 IP 高 16位擴(kuò)展 32位指令指針寄存器 EIP ? 64位模式下，擴(kuò)展高 8位成為 64位 RIP 32位的 EIP 高 32位擴(kuò)展 64位指令指針寄存器 RIP 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 47 ? EFLAGS 標(biāo)志寄存器（ 程序狀態(tài)字寄存器PSW ） ：記錄系統(tǒng)運(yùn)行中的各種狀態(tài) 和信息。由各種 標(biāo)志位 構(gòu)成，反映運(yùn)算后的結(jié)果特征，將影響某些指令（如條件轉(zhuǎn)移指令）的執(zhí)行。 現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ) 48 8086/8088程序狀態(tài)寄存器（標(biāo)志寄存器） b15