ММХ: Анатомия

Технология ММХ - одна из последних разработок в области архитектуры процессоров Intel, внедрение которой изменит мир коммуникаций и мультимедиа .

...1997 год. Компьютерные технологии развиваются с безумной скоростью. Гонка на пути повышения производительности процессоров продолжается. Современное ПО требует все больше и больше ресурсов. Intel выпускает новые процессоры. Сегодня мы хотим видеть перед собой все более и более производительные машины.

Частота процессора 200 МГц достигнута, хочется чего-то новенького, актуального на сегодняшний день. День когда слова ''мультимедиа'' и ''интернет'' перестали быть чемто загадочным. Многие ждут появления процессора седьмого поколения - Р7 (совместный проект Intel и НР ),окончание разработок которого намечено на конец 1998 года. Пользователи так долго ждать уже не могут. И вот новинка! Новый процессор с загадочной маркировкой ММХ. На самом деле ничего загадочного тут нет - это просто MultiMedia eXtentions.

Технологоия ММХ является существенным улучшением архитектуры микро-процессоров Intel. Она разработана для ускорения выполнения мультимедийных и коммуникационных программ. Обьемы данных и сложность их обработки современными персональными компьютерами возрастают экспоненциально, что требует от микропроцессоров существенного увеличения производительности.

Современные коммуникационные, игровые и развлекательно-обучающие программы использующие видео, трехмерное видео, мультипликацию, звук и виртуальную реальность требуют увеличения производительности. Для ММХ разработаны новые типы данных и команды, использование которых позволяет достичь нового уровня производительности.

Технология ММХ представляет собой наиболее существенное улучшение архитектуры процессоров Intel с момента появления 32-х разрядного Intel 386. Система команд пополнилась 57 новыми инструкциями, котороые ускоряют вычисления, обычные для аудио, двух- и трехмерной графики, синтеза речи и ее распознавания, а также коммуникационных алгоритмов.

Процессоры архитекуры ММХ обладают вычислительными мощностями, позволяющими выполнять мультимедиа и коммуникационные задачи, сохраняя при этом запас производительности для выполнения других задач и приложений. Это дает возможность разработчикам программ для ПК создавать приложения, обладающие новыми интересными функциями. Технология ММХ получила широкую поддержку со стороны производителей операционных систем, поставщиков ПК, независимых поставщиков ПО, аппаратуры, инструментальных средств и библиотек.Так, Microsoft обьявила о планах поддержки технологии ММХ в Direct3D API, API реального времени, интерактивной трехмерной графике, следующем поколении видеотехнологий и компиляторе Visual C+ +. Компании Macromedia, Criterion, IBM, NuMega и Powersoft, а также ряд других ведущих поставщиков инструментальных средств обьявили о поддержке этой технологии. Все основные производители ПК: Compaq, IBM, HP, Dell, NEC, Toshiba, Packard Bell, Gateway и Digital - обьявили о планах выпуска систем с использованием микропроцессоров архитектуры ММХ.

9 января 1997,москва Россия. Ведущий разработчик технологий ввода, поиска и обработки информации компания Cognitive Technologies обьявляет о выходе обновленной версии популярнейшей российской системы распознавания - CuneiForm 96i Professional Update. Новая версия CuneiForm является первой в мире OCR системой, поддерживающей новейшую технологию Intel MMX. Основным отличием версии OCR CuneiForm 96i Professional Update является существенное повышение точности распознавания, по сравнению с предыдущей версией OCR CuneiForm 96i Professional. Стоит отметить, что модули, отвечающие за повышение точности распознавания, были реализованы еще для предыдущей версии. Однако, их подключение повлекло бы за собой значительное увеличение времени распознавания. Возможности новой технологии Intel MMX позволяют увеличить качество распознавания без увеличения времени распознавания и соответствующего снижения производительности системы. Новая версия OCR CuneiForm 96i Professional Update будет задействовать дополнительные возможности повышения качества распознавания только на компьютерах Intel, поддерживающих технологию ММХ, и будет бесплатно поставляться пользователям предыдущей версии CuneiForm 96i Professional в качестве Update.

Технология ММХ была создана в результате совместных усилий разработчиков архитектуры процессов Intel и программистов. Были проведены исследования широкого круга программ: обработки изображений, MPEG видео,синтеза музыки,сжатия речи и ее распознавания, игровых, видео-конференционных и многих других. В них выделялись подпрограммы, в которых выполняются основные вычисления. Затем, с помощью современных программных средств, они были тщательно проанализированы. В результате этого анализа было выявлено то общее, что необходимо для эффективного выполнения различных категорий программ.

- данные целого типа небольшой разрядности ( например: 8-разрядные графические пиксели, 16-разрядная оцифровка звука).

- короткие циклы с высокими коэффициентами повторяемости.

- большое количество операций умножения и суммирования.

- алгоритмы, требующие интенсивных вычислений.

- операции с высоким уровнем параллелизма.

Технология ММХ была разработана как набор базовых целочисленных команд, которые удобно использовать в различных мультимедийных и коммуникационных приложениях.

- архитектура - одна инструкция над многими данными (SIMD).

- 57 новых инструкций.

- восемь 64-разрядных регистров ММХ.

- четыре новых типов данных.

Основной ММХ является архитектура ''одна инструкция над многими данными'' (SIMD). Она состоит в том, что много единиц информации обрабатывается одной командой одновременно, значительно увеличивая производительность.

Технология ММХ включена в архитектуру процессоров Intel таким образом, что сохранена полная совместимость с существующими операционными системами: MS DOS, Windows 3.1, Windows 95, OS/2 и Unix. Это достигается за счет совмещения регистров целочисленной арифметики общего назначения и регистра состояния с регистрами плавающей арифметики и состояния соответственно. Следовательно, не введено новых регистров для реализации технологии ММХ. Это значит, что операционная система для сохранения и восстановления регистров при выполнении программ ММХ использует стандартные механизмы, предусмотренные для плавающей арифметики. Все программы, написанные ранее для процессоров с архитектурой Intel, будут выполняться на компьютерах с технологией ММХ.

Основное время при выполнении мультимедийных приложений занимают короткие циклы с высокими коэффициентами повторяемости, состовляющие небольшую часть от общего обьема всех команд. Переписывание этих небольших последовательностей кодов с использованием набора команд ММХ позволит значительно улучшить характеристики приложений.Таким образом, технология ММХ позволяет разработчикам программного обеспечения за сравнительно короткий промежуток времени существенно улучшить характеристики мультимедийных и коммуникационных приложений. Хотя новый процессор ( в исполнении для настольных ПК ) вставляется всем хорошо известный разъем ZIF-7 (разъем с нулевым усилием при сочленении ) и совместим по контактам с предыдущими версиями процессоров Pentium, для его функционирования необходимы не один, а два источника напряжения: 3.3В для питания буфера ввода - вывода и 2.8В для питания ядра ''настольного процессора'' (2.45В для питания ядра модильного процессора ). Это конструктивная особенность процессоров ММХ не позволяет использовать не предназначенные для них системные платы, которыми в настоящее время оснащено подавляющее большинство компьютеров.

Библиография .

Компьютерный центр ''Кварта +'' Анатомия ММХ, Mega Plus, - апрель 1997, -98-99 (исследование статьи из журнала).