《下一代Centeral Process Unit的多媒体处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《下一代Centeral Process Unit的多媒体处理（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、新一代Centeral Processt的多媒体解决回忆通用X86中央解决器的多媒体解决功能发展历史,简介目前发展状况并展望发展将来新一代Cenral Proces it的多媒体解决 要点:在平常的多媒体应用中，我们最重要的工具就是计算机，通过计算机的硬件和软件的支持,我们可以实现多种各样的多媒体应用。目前已有诸多厂商开始研发和生产专门的媒体解决芯片,例如Phlips公司开发的imdi，这种专用芯片具有成本低、实时性好、解决能力强、升级容易等特点，但它们的应用范畴还是远不及PC的。P将在比较长的一段时间里作为多媒体解决的重要角色，而CU作为计算机的核心，它的发展也直接关系到多媒体技术进一步发展
2、。在此后的几种月,Ine和A作为两家最大的通用CPU生产厂商陆续推出了她们的下一代产品，CPU的多媒体解决能力将作为本文探讨的重点。CP多媒体解决的历史 追根溯源的话最早的CU产生于191年,当时还处在发展阶段的NT公司推出了世界上第一台微解决器4004。这不仅是第一种用于计算器的4位微解决器,也是第一款个人有能力买得起的电脑解决器！404具有200个晶体管，功能相称有限，我们可以觉得它并不具有多媒体解决的能力。又过了十几年，随着个人电脑在世界范畴内的流行,功能更强大的C也被生产出来,它们的多媒体解决能力也越来越强，但其自身并没有进行专门的对多媒体解决的优化改善。 直到Pnti M的浮现。也许
3、是INT觉得Ptm 系列还是有很大的潜力可挖，196年终推出了Penm系列的改善版本，厂家代号P5,也就是我们平常所说的Petum MMX（多能奔腾）。X技术是TE新发明的一项多媒体增强指令集技术，它的英文全称可以翻译多媒体扩展指令集 ，它是Intel公司在1996年为增强enum PU在音像、图形和通信应用方面而采用的新技术,为CPU增长了5条专门指令。除了指令集中增长MM指令外,还将CPU芯片内的1缓存由本来的16KB增长到32KB(16K指命+6数据)MX CPU比一般C在运营具有MMX指令的程序时,解决多媒体的能力上提高了0%左右。MMX技术不仅是一种创新,并且还开创了CP开发的新纪元
4、,目前的KI,3 OW!也是从MMX发展演变过来的。我们可以说MMX是第一种专门为多媒体解决而对CPU增长的改善。 enium II(tmai) 作为20世纪X8产品的最后一 作，它在多媒体解决方面做了重大的改善:为MX添加了70条新指令，以增强三维和浮点应用,并让本来支持MX的软件和W开发程序运营得更快,这个技术被命名为M2，它可兼容此前的所有MMX程序，此规格是英特尔公司在1998年1月宣布的。新指令涉及浮点数据类型的SID，CP会并行解决指令,因而在软件反复做某项工作时可以发挥很大的优势。与MM相比较的,新增57条指令所提供的SM仅对整数类型有效。我们懂得三维应用与浮点的关系很密切，强化
5、了浮点运算即是加快了三维解决。如下几种多媒体解决都能从中受益。一方面是三维几何学,进行变换3D坐标(特别是同步变换几种）工作时，IMD会在一秒中做出更多的操作,因此运用SM浮点指令将得到更高的性能，它能进一步对场景做渲染、实时影子效果、倒映之类的工作。对于最后顾客来说,这意味着物体更生动,表面更光滑。在图中可以看出多种新增的变换指令，其中光线的控制是3D环境的核心，一种类似于浮点矩阵操作决定从物体表面反射光线的颜色和数量。游戏开发商们为了减低CP的计算量常常去掉那些额外或复杂的光线,但一种场景的复杂光线能比一般着色起到更好的视觉效果。MM2中的SIMD浮点指令就能对之进行平行编码,可以大大减轻
6、解决器的承当，以获取更高水准的现实。另一方面是三维物体,MX不仅对3D场景有作用，并且能对游戏中活动的物体和人物加以改善。Katma提供的额外计算能力可以支持既有技术,如:在复杂目的和移动物体上的碰撞侦察和对象物理化。它也可以使用将来的技术，如:前置运动和后置运动(它们能改善应用程序中的刚性和固态物体，让之接近真实)。最后顾客将感受到交互性和真实性均有巨大的变化。再次是图像解决(特别是某些不常用的操作)亦受益于Katai的平行编码和数据构造,图像变形的操作使用浮点计算比整数运算减少了某些CPU时钟周期。它可增长图像尺寸和图像混合操作，这对商业和个人绘图软件，高辨别率数字相机,高品位图形工作站均
7、有极大的协助。 第四，视频加速。视频编辑软件比成像计算的规定更苛刻，高配备的机器是必不可少的。由于它需要大量的实时运算,不管是个人视频发明软件，还是专业视频生产软件，都要保证视频流数据运营于2430帧/秒。除了图像操作之外,作为视频计算核心的压缩/解压运算法则也很重要，加入可以使应用程序得到更高辨别率的图像和更快的帧数,它们是：PE，DV/PEG、。第五，语音辨认，Kmai可对前置语音解决作加速，把新的代码增长到软件中能增强它搜索所需匹配单词的能力,它能减少出错的比率和缩短响应时间。 第六,音频输出。大多数音频输入和输出采样率是16位,许多中介音频解决都需要强大的浮点解决,涉及FT,FI,I,
8、平行信号解决滤波技术。MD浮点解决能让开发者容易运用杜比数字音频之类软件技术，作用涉及:以多音源产生3D音效,修改声音样品获得不同效果，实时生成相应音乐,用物理建模造出高品质的乐曲和音轨,动态和交互式语音。 随后CP的多媒体指令集进一步发展,Itl又在SS的基本上推出了更先进的S指令集。SSE涉及了144条指令,由两个部分组:SS部分和MMX部分。SSE部分重要负责解决浮点数，而MM部分则专门计算整数。SSE2的寄存器容量是MX寄存器的两倍,寄存器存储数据也增长了两倍。在指令解决速度保持不变的状况下，通过S2优化后的程序和软件运营速度也可以提高两倍。由于SSE2指令集与MMX指令集相兼容,因此
9、被MX优化过的程序很容易被S2再进行更深层次的优化,达到更好的运营效果。SE2对于解决器的性能的提高是十分明显的。 目前最新的多媒体指令集是SE3指令，它是目前规模最小的指令集，它只有13条指令。它 共划分为五个应运层,分别为数据传播命令、数据解决命令、特殊解决命令、优化命令、超线程性能增强五个部分，其中超线程性能增强是一种全新的指令集,它可以提高解决器的超线程的解决能力,大大简化了超线程的数据解决过程,使解决器可以更加迅速的进行并行数据解决。这些指令对3D图形解决非常有协助，由于它们有效地简化了标量向量乘积的计算，对波形过程和声音解决的计算很有协助,也就是对所有使用迅速离散傅立叶变换的任务有
10、益。另一方面,也推出了自己的多媒体指令集3DNo！,该指令集应当是在E指令之前推出的,被广泛运用于AD的K、K6-2和7系列解决器上,拥有21条扩展指令集。在整体上3DNow！的SE非常相相似，它们都拥有8个新的寄存器,但是3o！是位的,而SSE是28位。因此3DNw!它只能存储两个浮点数据,而不是四个。但是它和SSE的侧重点有所不同,No!指令集重要针对三维建模、坐标变换和效果渲染等D数据的解决,在相应的软件配合下,可以大幅度提高解决器的3D解决性能。AM公司后来又在Athlon系列解决器上开发了新的nhane 3Dw！指令集，新的增强指令数达了52个,目前最为流行的thlo 64系列解决器
11、还是支持3DNow!指令的。 新一代CP的多媒体解决及发展前景 目前解决器市场上,64位技术已经开始普及起来，随着制造工艺的发展另一方面双核心甚至多核心的产品也已经展目前我们面前。随着CPU解决性能的提高，它们自身在多媒体解决方面无疑也得到了极大的提高,Inte和M各自的新一代产品上也开始了各自不同的技术路线。 就在春季DF大会(Ite Developr Fum,英特尔开发者论坛)上，tel宣布了下一代解决器将统一采用全新的微架构,并将其正式命名为Cor（酷睿)。Cre微架构拥有双核心、it指令集、4发射的超标量体系构造和乱序执行机制等技术,使用6nm制造工艺生产,支持36it的物理寻址和48
12、的虚拟内存寻址,支持涉及SSE4在内的Itel所有扩展指令集。o微架构的每个内核拥有3K的一级指令缓存、32KB的双端口一级数据缓存，2个内核共同拥有MB或的共享式二级缓存。从历史上来看,每一次新的多媒体扩展指令集的浮现都将极大的提高U的多媒体解决能力,由于资料有限,在网上只能查到：英特尔公司发布了向其x8芯片中增添约5条新指令的筹划。英特尔此举是为了加速涉及搜索、数学运算、多媒体解决在内的任务的执行速度。新的扩展指令集可以分为二大类。第一类是SSE4第四代流式IMD（单指令流多数据流）扩展。英特尔表达,IMD使得芯片可以对1 个以上的数据单元执行相似的操作,而无需每个数据单元都带有条指令,在
13、解决图像、视频、音频时可以节省许多操作。SE4还可以提高高性能计算的性能。第二类指令可以加速二种特定的应用。一种是搜索和模式匹配,这对手写体辨认和基因研究特别有用;另一种是RC技术,可以监视计算机系统中数据传播的完整性。 另一方面根据AM近来发布的路线图来看，A在来年中旬将推出代号为8的解决器，而届时Intl的oe 2解决器已经推出一年多时间。8原筹划将采用四核心设计,在单一晶元上整合个独立的执行解决核心,并同步采用共享3缓存设计，四核心共享一种控制闩门及一种内存控制器,指令从6it增长到2bit、引入更为完善的分支预测算法、类似于ooe的乱序指令读取机制等等，这些改善都将可以消除解决器在整数
14、运算方面的瓶颈,提高整体运算的性能。 除此之外AMD尚有另一种野心勃勃的筹划,在完毕并购AT之后,它同步宣布将于明()年推出的整合式平台,以及预定于问世的整合了CPU和U功能的全新x6解决器。AD估计开发新类型的6解决器,内部嵌入有中央解决器（，entl Pcsin Unt)与绘图解决器(PU,ahics Proceig it)，并在硅组件层级中结合许多创新的设计;而此筹划代号为Fusion。AMD筹划研发具有功耗微调(stpunion)功能的usn解决器,带来赛过现今单纯CPU架构的每瓦性能,并针对3绘图、数字媒体、以及高性能运算等领域,提供最佳的客户经验。结论 从上面的发展我们可预见到，随
15、着通用P的不断发展，除了物理运算速度的提高,功耗的控制外,它们最重要的性能发展将集中在多媒体解决上。从多种多媒体解决指令集的应用以满足多种媒体解决需求，又从硬件实现PU和GU的一体化融合，这一发展无论成果如何,无疑是会令人们为技术的革新而兴奋。甚至可以大胆的猜想,后来的主板上将只剩余一颗解决器,它涉及了CU、G、音频解决、网络等全面的解决能力,而它的多媒体解决能力也将较之于目前产生质的奔腾。引用资料来源: 、 有关CPU等有关词条2、 有关nel和M的最新产品消息 3、 AD下一代CP架构预览 、 核心指令集发展回忆5、 最新Itel和D的最新消息6、 PU, CPU： nechp war 、 co, .com 官方最新的的产品文档 8、 搜索有关词条 、 .com 10、 其她有关网站网页,本想登陆WiKi可是无论是国
