Karteikarten
4.4 Computersysteme II, Mehrkernprozessoren
Karten in diesem Stapel (22)
- 1Warum ist eine weitere Steigerung der Leistung nur noch durch mehrere Prozessorkerne möglich, wenn bereits Multithreading und Superskalarität genutzt wird?Weil wenn man zusätzliche Ausführungseinheiten in der Pipeline vorsehen würde, steigt dadurch die Komplexität der Steuerlogik (für den Befehls-Scheduler und die Reservierungsstationen) stark an
- 2Nenne drei Nachteile bei der Verwendung mehrerer einzelner Prozessoren gegenüber einem integrierten Chip mit mehrere Prozessoren und einem gemeinsamen Speicher- aufwendigere Verdrahtung
- höherer Stromverbrauch
- Beschränkungen der Taktfrequenz - 3Warum gäbe es bei der Verwendung mehrerer voneinander getrennten Prozessoren gegenüber einem Mehrkernprozessor einen höheren Stromverbrauch?wegen der getrennten Treiberbausteine und Busschnittstellen.
- 4Warum hätte die Verwendung mehrerer einzelner Prozessoren eine geringere Taktfrequenz zur Folge als ein Mehrkernprozessor?aufgrund der höheren Signallaufzeiten zwischen den Prozessoren
- 5Warum müssen bei einem Mehkernprozessor die einzelnen Prozessorkerne nicht komplett ausgebaut sein?Weil sie sich die Schnittstelle
zu einem gemeinsamen Speicher teilen können - 6Welche Art des Caches ist bei einem Mehrkernprozessor immer direkt jedem Kern zugeordnet?Der L1-Cache
- 7Warum wird bei einem Mehrkernprozessor pro Kern ein separater Befehls- und Daten-Cache unbedingt benötigt?da sonst beim Pipelining ein permanenter Strukturkonflikt besteht
- 8Wie sind die höheren Cache-Ebenen bei einem Mehrkernprozessor strukturiert?Dabei sind die Caches für Befehle und Daten vereinheitlicht. Die Aufteilung (privat oder gemeinsam) kann allerdings unterschiedlich sein.
- 9Nenne ein Beispiel wie die Caches bei einem Mehrkernprozessor grundsätzlich aufgeteilt sein können.jeweils ein privater L1- und L2-Cache und ein gemeinsamer globaler
L3-Cache
Der L1-Cache dabei aufgeteilt in
I-Cache und D-Cache - 10Was versteht man unter einem symmetrischen bzw. homogenen Mehrkernprozessor?Ein Mehrkernprozessor bei dem
alle Kerne die gleiche Befehlssatz-und Mikroarchitektur haben - 11Was versteht man unter einem "asymmetrischen" bzw. "heterogenen" Mehrkernprozessor?Diese besitzen zwar die gleiche Befehlssatzarchitektur, verwenden aber Kerne mit verschiedenen Mikroarchitekturen.
- 12Nenne ein Beispiel für asymmetrische Mehrkernprozessoren.die big.LITTLE-ARM-Prozessoren,
die OOE-und IOE-Kerne mit unterschiedlicher Anzahl miteinander mischen - 13Was ist der Vorteil von asymmetrischen Mehrkernprozessoren die sowohl IOE als auch OOE verwenden?Damit kann der Energieverbrauch bedarfsweise an die gerade benötigte Leistungsfähigkeit angepasst werden.
- 14Welchen Kern nutzt man bei einem asymmetrischen Mehrkernprozessor mit IOE und OOE, wenn gerade wenig Leistung gebraucht wird?Den IOE-Kern
- 15Gibt es auch asymmetrische Mehrkernprozessoren mit unterschiedlichen Befehlsarchitekturen der einzelnen Kerne? Wenn ja, wozu?Ja gibt es, für Spezialanwendungen,
für die diese optimiert sind
(z.B. Signalverarbeitung) - 16Welchen Anforderungen werden an Software gestellt, um einen Mehrkernprozessor optimal nutzen zu können?Die Software muss auf die Nutzung der Parallelität auf Prozessebene ausgelegt sein
- 17Was versteht man unter "Parallelität auf Prozessebene"?Dass es viele unabhängige Prozesse gibt, welche vom Betriebssystem den verschiedenen Kernen zugeordnet werden können
- 18Welche Form eines Mehrkernprozessors ist für die explizite Parallelisierung einzelner Programme am einfachsten zu nutzen? warum?Ein Symmetric Multicore
Processor (SMP), weil deren Kerne sich einen gemeinsamen Speicher teilen - 19Wie funktioniert grundsätzlich die explizite Parallelisierung eines Programmes bei Nutzung eines symmetrischen Mehrkernprozessors (SMP)?Dabei führen einfach alle Prozesse das gleiche Programm auf unterschiedlichen Teilmengen der Daten aus
- 20Warum kann bei der Parallelisierung eines Programms mit vielen Prozessen die Nutzung eines Mehrcomputersystems Sinn machen?Weil bei einem Mehrkernprozessor alle Kerne mehr oder weniger gleichzeitig auf den globalen Speicher zugreifen, und es so bei vielen Prozessen schnell zu Zugriffsengpässen kommt
- 21Was versteht man unter einem "Cluster" im Rahmen von parallel Computing?Ein Mehrcomputersystem, bei dem vollständige
Computer an der Lösung eines aufwendigen Problems zusammenarbeiten und ihre Teilergebnisse über ein schnelles Netzwerk austauschen - 22Wann nennt man ein Mehrcomputersystem auch "Supercomputer"?Größere Mehrcomputersysteme mit mehreren Hunderttausend einzelner Computer
Informationen
- Beschreibung
- Informatik (Computersysteme II) Karteikarten am 4.4 Computersysteme II, Mehrkernprozessoren, erstellt von David Bratschke am 19/03/2018.
- Erstellt von
- David Bratschke
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