(Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований РАН (ФНЦ НИИСИ РАН), Нахимовский просп., 36, корп. 1, г. Москва, 117218, Россия) В статье рассматриваются особенности разработки высокопроизводительного микропроцессора для создания до-веренных систем. Производительность микропроцессора определяется производительностью ядра или количеством одновременно выполняющихся операций и временем доступа к памяти. Возможность использования микропроцес-сора для создания доверенных систем основывается на использовании в его составе блоков и узлов собственной раз-работки.Производительность ядра микропроцессора определяется в основном тремя характеристиками: тактовой частотой микропроцессора, частотой следования инструкций и количеством операций, выполняемых одной инструкцией. Для микропроцессора 1890ВМ118 эти характеристики в большинстве случаев оптимизируются по параметру соотношения производительности и потребляемой мощности. Повышение тактовой частоты достигается за счет использования за-казного проектирования критичных для быстродействия блоков и оптимизации длины конвейера. Частота следования инструкций увеличивается путем использования таких аппаратных решений, как суперскалярное исполнение инструк-ций, предсказание переходов и предварительная подкачка данных в кэш-памяти. Реализация арифметического сопро-цессора, ориентированного на задачи цифровой обработки сигналов, позволяет повысить число операций, выполняе-мых одной командой. Повышение производительности подсистемы памяти рассматривается в статье с точки зрения симметричного доступа к памяти для двухъядерного микропроцессора. Описан подход к реализации когерентности в кэш-памяти процессорных ядер.Особое внимание уделено средствам повышения безопасности в микропроцессоре, которые предназначены для создания на его основе доверенных систем. Рассмотрены аппаратные решения для доверенной загрузки операционной системы и изолированного доступа к памяти. Для обеспечения доверенной загрузки предлагается использовать накри-стальное постоянное запоминающее устройство и однократно программируемую память, содержащие безопасный начальный загрузчик, а также ключи для проверки подписей операционной системы. К средствам изолированного доступа относится рассмотренный в статье контроллер доступа к памяти, реализованный в микропроцессоре. Предло-жены перспективные направления повышения безопасности систем на кристалле для создания доверенных систем на основе микропроцессоров разработки ФНЦ НИИСИ РАН.Ключевые слова: доверенные системы, система на кристалле, архитектура микропроцессора, сопроцессор.Одной из основных проблем функционирова-ния современных высокопроизводительных вы-числительных систем является защита от несанк-ционированного доступа. Несанкционированный доступ к вычислительной системе возможен из-за наличия в микропроцессоре неописанных аппарат-ных средств -закладок, которые могут быть зало-жены как при проектировании, так и в процессе производства. К несанкционированному доступу могут привести отсутствие защиты программы за-грузчика, а...
Рассмотрен метод повышения производительности подсистемы памяти суперскалярного RISC-микропроцессора путем модернизации буфера предварительного считывания в составе кеш-памяти второго уровня. Приведены результаты моделирования поведенческой модели микропроцессора, результаты сравнения с предыдущей модификацией, показавшие эффективность введенных изменений. A method of improving the memory subsystem of a superscalar RISC micropocessor through the modernization of the pre-read buffer as part of the second-level cache memory is considered. The results of modeling the microprocessor behavioral model, the results of comparison with the previous modification are presented. The paper shows the effectiveness of the introduced changes.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.