Splinting- üks parodondihaiguste ravimeetodeid, mis vähendab hammaste kaotuse (eemaldamise) tõenäosust.

Peamine näidustus lahastamiseks ortopeedilises praktikas - hammaste patoloogilise liikuvuse olemasolu. Splinting on soovitav ka selleks, et vältida kroonilise parodontiidi korral pärast ravi uuesti põletikku parodondi kudedes.

Rehvid võivad olla eemaldatavad ja mitteeemaldatavad.
Eemaldatavad rehvid saab paigaldada ka mõne hamba puudumisel, luua head tingimused suuhügieeniks, vajadusel teraapiaks ja kirurgiliseks raviks.

Vooruste juurde fikseeritud rehvid hõlmab periodontaalse ülekoormuse vältimist mis tahes kokkupuutesuunas, mida ei taga eemaldatavad proteesid. Laha tüübi valik sõltub paljudest parameetritest ning ilma haiguse patogeneesi, samuti lahase biomehaaniliste põhimõtete teadmata on ravi efektiivsus minimaalne.

Näidustused mis tahes tüüpi lahasstruktuuride kasutamiseks on järgmised:

Nende parameetrite analüüsimiseks kasutatakse röntgeni andmeid ja muid täiendavaid uurimismeetodeid. Periodontaalse haiguse algstaadiumis ja kudede väljendunud kahjustuste (degeneratsiooni) puudumisel võib splintidest loobuda.

Lahaste positiivsete mõjude juurde sisaldama järgmisi punkte:

1. Splint vähendab hammaste liikuvust. Laha jäikus takistab hammaste lõdvenemist, mis tähendab, et see vähendab hammaste vibratsiooni amplituudi edasise suurenemise ja nende kadumise tõenäosust. Need. hambad saavad liikuda ainult nii kaugele, kui lahas lubab.
2. Splini efektiivsus sõltub hammaste arvust. Mida rohkem hambaid, seda suurem on lahastamise mõju.
3. Splinting jaotab hammaste koormuse ümber. Peamine koormus närimise ajal langeb tervetele hammastele. Lahtised hambad on vähem mõjutatud, mis annab paranemisele täiendava efekti. Mida rohkem terveid hambaid lahasesse kaasatakse, seda tugevam on liikuvate hammaste tühjendamine. Seega, kui enamik hambaid suus on liikuvad, siis lahase jõudlus väheneb.
4. Parima tulemuse annab esihammaste (lõikehammaste ja silmahammaste) lahased ning parimad on need, millel on kõige rohkem hambaid. Seetõttu peaks lahas ideaalis katma kogu hambumust. Seletus on üsna lihtne - stabiilsuse seisukohalt on kaarekujuline struktuur parem kui lineaarne.
5. Lineaarse struktuuri väiksema stabiilsuse tõttu toimub liigutatavate purihammaste lahastamine mõlemal küljel sümmeetriliselt, ühendades need sillaga, mis ühendab neid kahte peaaegu lineaarset rida. See disain suurendab oluliselt splinting-efekti. Olenevalt haiguse tunnustest kaalutakse ka muid võimalikke lahastamisvõimalusi.

Kõigile patsientidele ei paigaldata püsirehve. Arvesse võetakse haiguse kliinilist pilti, suuhügieeni seisukorda, hambaladestuste olemasolu, igemete veritsemist, parodonditaskute raskust, hammaste liikuvuse raskust, nende nihkumise olemust jne.

Absoluutne näidustus püsilahasstruktuuride kasutamiseks on hammaste väljendunud liikuvus koos alveolaarprotsessi atroofiaga, mitte rohkem kui ¼ hambajuure pikkusest. Selgemate muutuste korral viiakse esialgu läbi suuõõne põletikuliste muutuste eelravi.

Ühe või teise rehvitüübi paigaldus sõltub lõualuu alveolaarsete protsesside atroofia tõsidusest, hammaste liikuvuse aste, nende asukoht jne. Seega on luuprotsesside väljendunud liikuvuse ja atroofia korral kuni 1/3 kõrgusest soovitatav kasutada fikseeritud proteese, raskematel juhtudel on võimalik kasutada eemaldatavaid ja fikseeritud proteese.

Splinistamise vajaduse määramisel on suur tähtsus suuõõne sanitaarsel: hambaravi, põletikuliste muutuste ravi, hambakivi eemaldamine ja isegi mõne hamba eemaldamine rangete näidustuste olemasolul. Kõik see annab maksimaalsed võimalused edukaks splinting-raviks.

Fikseeritud lahased ortopeedilises hambaravis

Ortopeedilise hambaravi rehve kasutatakse parodondihaiguste raviks, mille puhul tuvastatakse hammaste patoloogiline liikuvus. Splintingu, nagu iga teise meditsiinilise ravi, efektiivsus sõltub haiguse staadiumist ja seega ka ravi alustamise ajast. Lahased vähendavad hammaste koormust, mis vähendab parodondi põletikku, parandab paranemist ja patsiendi üldist heaolutunnet.

Rehvidel peavad olema järgmised omadused:

Fikseeritud rehvid on järgmised:

Rõngas rehv.
Tegemist on joodetud metallrõngaste komplektiga, mis hammastele pannes tagavad nende tugeva fikseerimise. Kujundusel võivad olla tootmistehnika ja materjalide individuaalsed omadused. Sobivuse täpsusest sõltub ravi kvaliteet. Seetõttu läbib lahase valmistamine mitu etappi: jäljendi võtmine, kipsmudeli valmistamine, lahase valmistamine ja hambumuse töötlemise mahu määramine lahase usaldusväärseks fikseerimiseks.

Poolrõngas rehv.
Poolringikujuline lahas erineb rõngakujulisest lahast selle poolest, et hambumuse välisküljel puudub täisrõngas. See võimaldab saavutada disaini suuremat esteetikat, järgides samal ajal rõngakujulise rehvi loomisega sarnast tehnoloogiat.

Kork rehv.
See on hammastele kokku joodetud korkide seeria, mis katab selle lõikeserva ja sisemuse (keele küljelt). Korgid võivad olla valatud või valmistatud üksikutest tembeldatud kroonidest, mis seejärel kokku joodetakse. Meetod on eriti hea täiskroonide olemasolul, mille külge kinnitatakse kogu konstruktsioon.

Inkrusteeritud rehv.
Meetod meenutab eelmist selle erinevusega, et korgivooderdis on hamba ülaosas olevasse süvendisse paigaldatud eend, mis täiustab selle fikseerimist ja kogu rehvi struktuuri tervikuna. Nagu ka eelmisel juhul, on rehv kinnitatud täiskroonide külge, et anda konstruktsioonile maksimaalne stabiilsus.

Kroon- ja poolkroonlahas.
Täiskroonilist lahast kasutatakse siis, kui igemed on heas korras, sest. oht teda krooniga vigastada on suur. Tavaliselt kasutatakse metallkeraamilisi kroone, millel on maksimaalne esteetiline efekt. Lõualuu alveolaarsete protsesside atroofia esinemisel asetatakse ekvatoriaalsed kroonid, mis ei ulatu natuke igemeteni ja võimaldavad ravida parodontaalset taskut. Poolkroonlahas on ühes tükis valatud struktuur või kokku joodetud poolkroonid (kroonid ainult hamba siseküljel). Sellistel kroonidel on maksimaalne esteetiline efekt. Aga buss nõuab virtuoosset oskust, sest. sellise rehvi ettevalmistamine ja kinnitamine on üsna keeruline. Poolkrooni hambast eraldumise tõenäosuse vähendamiseks on soovitatav kasutada tihvte, mis justkui “naelutavad” krooni hamba külge.

Interdentaalne (interdentaalne) lahas.
Kaasaegne lahase versioon vastavalt meetodile on kahe kõrvuti asetseva hamba ühendamine spetsiaalsete implanteeritavate sisetükkidega, mis tugevdavad vastastikku külgnevaid hambaid. Kasutada võib erinevaid materjale, kuid viimasel ajal on eelistatud fotopolümeere, klaasionomeertsementi ja komposiitmaterjale.

Rehv Treiman, Weigel, Struntz, Mamlok, Kogan, Brun ja teised. Mõned neist "nominaalsetest" rehvidest on juba kaotanud oma tähtsuse, mõned on uuendatud.

Fikseeritud proteesi lahased on eritüüpi rehvid. Need ühendavad kahe probleemi lahenduse: parodondi haiguste ravi ja puuduvate hammaste proteesimine. Samas on lahas sillakonstruktsiooniga, kus põhiline närimiskoormus ei lange mitte proteesile endale puuduva hamba asemel, vaid külgnevate hammaste tugialadele. Seega on mitte-eemaldatavate struktuuridega lahastamiseks üsna palju võimalusi, mis võimaldab arstil valida tehnika sõltuvalt haiguse omadustest, konkreetse patsiendi seisundist ja paljudest muudest parameetritest.

Eemaldatavad lahased ortopeedilises hambaravis

Eemaldatavate konstruktsioonidega splintingut saab kasutada nii tervikliku hambumuse olemasolul kui ka mõne hamba puudumisel. Eemaldatavad lahased ei vähenda tavaliselt hammaste liikuvust igas suunas, kuid positiivsete külgedena võib välja tuua vajaduse puudumise hammaste lihvimise või muul viisil töötlemiseks, heade tingimuste loomine suuhügieeniks, aga ka raviks.

Hambumuse säilimisel kasutatakse järgmist rehvitüübid:

Rehv Elbrecht.
Raami sulam on elastne, kuid piisavalt tugev. See tagab kaitse hambumuse liikuvuse eest igas suunas, välja arvatud vertikaalne, s.t. ei paku kaitset närimiskoormuse ajal. Seetõttu kasutatakse sellist rehvi parodondi haiguse algstaadiumis, kui mõõdukas närimiskoormus ei too kaasa haiguse progresseerumist. Lisaks kasutatakse Elbrechti lahast hammaste 1. astme liikuvuse korral (minimaalne liikuvus). Laas võib olla ülemise (hamba ülaosa lähedal), keskmise või alumise (põhi) asukohaga, samuti võib lahas olla lai. Kinnituse tüüp ja rehvi laius sõltuvad konkreetsest olukorrast ning seetõttu valib selle arst iga patsiendi jaoks individuaalselt. Disaini muutmiseks on võimalik arvestada kunsthammaste välimusega.

Rehv Elbrecht T-kujuliste klambritega eesmiste hammaste piirkonnas.
See disain võimaldab hambakaare täiendavat fikseerimist. Kuid see disain sobib ainult minimaalse hammaste liikuvuse ja väljendunud parodondi põletiku puudumisega, kuna selline disain võib väljendunud põletikuliste muutuste korral põhjustada parodondile täiendavat traumat.
Eemaldatav lahas vormitud suukaitsega.
Tegemist on Elbrechti lahase modifikatsiooniga, mis vähendab lõikehammaste ja kihvade liikuvust vertikaalses (närimis)suunas. Kaitse tagavad spetsiaalsed korgid esihammaste piirkonnas, mis vähendavad nende närimiskoormust.

Ringrehv.
See võib olla tavaline või küünistetaoliste protsessidega. Seda kasutatakse hammaste mitteekspresseeritud liikuvuse jaoks, tk. hammaste märkimisväärne kõrvalekalle oma teljest põhjustab raskusi proteesi paigaldamisel või eemaldamisel. Hammaste olulise kõrvalekaldumise korral nende teljest on soovitatav kasutada kokkupandavaid struktuure.
Mõne hamba puudumisel võib kasutada ka eemaldatavaid proteese.

Arvestades asjaolu, et hammaste väljalangemine võib esile kutsuda parodondi haigust, on vaja lahendada kaks probleemi: kaotatud hamba asendamine ja lahase kasutamine parodondihaiguse ennetamise vahendina. Igal patsiendil on oma haiguse tunnused, seetõttu on rehvi konstruktsiooniomadused rangelt individuaalsed. Üsna sageli on lubatud ajutise lahasega proteesimine, et vältida parodondi haiguse või muu patoloogia väljakujunemist. Igal juhul on vaja kavandada meetmed, mis aitavad sellel patsiendil maksimaalset ravitoimet saavutada. Seega sõltub lahase kujunduse valik puuduvate hammaste arvust, hambumuse deformatsiooni astmest, periodontaalsete haiguste olemasolust ja raskusastmest, vanusest, patoloogiast ja hammustuse tüübist, suuhügieenist ja paljudest muudest parameetritest.

Üldjuhul eelistatakse mitme hamba puudumise ja raske parodondipatoloogia korral eemaldatavaid proteese. Proteesi disain valitakse rangelt individuaalselt ja see nõuab mitut arsti visiiti. Vajalik on eemaldatav disain hoolikas planeerimine ja konkreetne toimingute jada:

Parodondi diagnoosimine ja uurimine.
Hammaste pinna ettevalmistamine ja jäljendite võtmine tulevase mudeli jaoks
Mudeliõpe ja rehvidisaini planeerimine
Rehvivaha modelleerimine
Vormi vastuvõtmine ja karkassi täpsuse kontrollimine kipsmudelil
Splinti (proteesilahase) kontrollimine suuõõnes
Rehvi viimistlus (poleerimine)

Siin pole loetletud kõiki tööetappe, kuid isegi see loetelu näitab eemaldatava lahase (proteesilaha) valmistamise protseduuri keerukust. Tootmise keerukus seletab mitme patsiendiga töötamise vajaduse ja esimesest kuni viimase arstivisiidini kuluva aja. Kuid kõigi jõupingutuste tulemus on alati sama – anatoomia ja füsioloogia taastamine, mis viib tervise ja sotsiaalse rehabilitatsioonini.

Ütleme kohe, et L1I ja L2 vahemälud pole palju muutunud - esimesel on assotsiatiivsus taas (nagu enne Nehalemi) saanud 8 ja teisel on viivitus veidi suurenenud. Tuumade olulisim muudatus vahemälude osas seisneb ligipääsus L1D-le, mis on nüüdseks muutunud 3-pordiliseks: eraldi lugemis- ja kirjutamisportidele on lisatud veel üks lugemisport. Lisaks, nagu juba mainitud, arvutab Nehalemi planeerijas 2. port lugemisaadressi ja teostab lugemise ise, 3. port arvutab kirjutusaadressi (ainult) ja 4. port teostab ise kirjutamise. SB-s saavad pordid 2 ja 3 nii arvutada mis tahes aadressi kui ka lugeda.

Tähelepanelik lugeja leiab kohe konksu: L1D-porte on 3 ja aadressigeneraatoreid 2. Kui vahetus ei ületa 16-baiti, on nende kehtestatud maksimaalne kiirus 32 baiti tsükli kohta (kas kaks lugemist või lugemist ja kirjutamist). Iga port teenindab 32-baidiseid toiminguid kahes tsüklis ja aadress arvutatakse konkreetne meeskond juhtub esimese ajal. Nii et kahe lugemise ja ühe kirjutamise jaoks on kahe tsükli jooksul vaja kolme aadressi – siis saab voogedastusvahetuse korral ühe kolmest nõutavast aadressist ette arvutada teine ​​meede eelmine 32-baidine toiming. Ainult sel viisil saame soovitud maksimumi 48 baiti / kella.

On üsna kummaline kompromiss: kolme 16-baidist toimingut tsükli kohta ei saa voos teha. Seevastu kahe 32-baidise vahetuse aadressid saab arvutada kella kohta, kuid isegi ühte 32-baidist lugemist kella kohta ei saa käivitada, kuna lugemisporte ei kombineerita. See tähendab, et meil ei jätku piisavalt AGU-sid (neid, mis asuvad pordis 2 ja 3), või siis pordide laiust või nende kombineerimise võimalust.

Nagu me teooriast teame, toimub vahemälu multiportimine enamasti mitte eksplitsiitselt, vaid kujuteldavalt, mitme panganduse abil. Kuid Nehalem rikkus seda reeglit, rakendades kõigi põhivahemälude jaoks 8-transistori bitirakke. Lisaks suuremale säästule (sellest lähemalt Intel Atomi mikroarhitektuuri käsitlevas artiklis, mis samuti seda skeemi kasutab), võimaldab see saada ka tõelise 2-pordi (lugemine + kirjutamine), mida kasutati L1D-s - aadressi pole olemasolevas 8 pangas konflikte ei olnud. SB-s on panku veel 8 ja porte on juba 3. Ilmselgelt on konfliktid vältimatud, kuid ainult loetud pordiaadresside vahel.

Iga L1D-pank on 8 baiti lai, moodustades koos stringi, nii et iga 16-baidine port kasutab joondatud juurdepääsu jaoks 1-2 panka ja joondamata juurdepääsu jaoks 2-3 panka. Näiteks 8-baidine lugemine, mis ületab 8-baidise piiri, kasutab kahte panka, nagu ka 16-baidine joondatud lugemine. SB-s tekib konflikt, kui vähemalt ühte ühe näidu jaoks vajalikest pankadest on vaja ka teisele, pealegi teisele reale juurdepääsuks. Viimane tähendab, et kui mõlema lugemise jaoks on vaja mitte ainult sama panka (panka), vaid ka selles (nendes) samu reanumbreid, siis konflikti ei teki, sest tegelik juurdepääs toimub üksi ja see teenindab mõlemat päringut . Nehalemis, kus on ainuke näit kella kohta, ei saanud see ilmselgelt olla.

Olles maininud joondamata juurdepääsu, räägime ka "patusematest" asjadest - vahemälu joone ületamine, mis maksab 5-tsüklilise trahvi, ja lehe piir (enamasti 4 KB), mille eest karistatakse keskmiselt 24 tsüklit ( olukord nõuab torujuhtme järjestamist). Veelgi enam, viimane number on vaevalt seletatav, sest TLB, nagu allpool näeme, on võimeline samaaegselt töötlema mõlemat külgnevat lehte - kuid isegi järjestikuse juurdepääsu korral ei saa kahekohalist numbrit saada ...

LSU

Muudatused LSU-s (L1D-kontrolleris, mida Intel pidevalt MOB-ks nimetab) pole vähem kui vahemälus endas. Alustame sellest, et lugemisjärjekord on kasvanud 48-lt 64-le ja kirjutamisjärjekord - 32-lt 36-le. Iga lahter on seotud ühe mopiga ja kirjutusjärjekord salvestab ka 32 baiti andmeid (see oli 16) . Lugemisjärjekord salvestab kõik lugemiskäsud, kuid korraga ei saa erinevates etappides töödelda rohkem kui 32 käsku. Tegelikult on need eraldi dispetšer ja planeerija, mille "ROB" salvestab 64 uops ja "reserveering" - 32. Kui lugemine on lõpetatud, eemaldatakse uop sellest broneeringust, kuid jääb lugemisjärjekorda, kuni see on pensionil. Kirjutamisjärjekord salvestab teavet kuni eelmiste käskude loobumiseni, kui on selge, et aadress, andmed ja käsu täitmise fakt on õiged, mis tähendab, et võite proovida seda vahemällu kirjutada. Kui katse õnnestub, lülitub plaadimopp välja, vabastades ruumi nii järjekorras kui ka ROB-is. Möödajäämise või muude probleemide korral salvestus viibib.

Nagu kõik kaasaegsed vahemälud, on ka L1D mitteblokeeriv – pärast möödalaskmist suudab see vastu võtta edasisi päringuid samal ajal, kui täidab end laaditud andmetega. Vahemälu suudab isegi 3 möödalaskmist tsükli kohta üle elada. Samal ajal peetakse nii palju möödalaskmisi, kui palju on täitepuhvreid. SB-s, nagu ka tema eelkäijas, on L1D-l neid 10 ja L2-l 16. L1D ja L2 laisk kirjutamise poliitika tähendab, et muudetud rida jääb vahemällu kuni selle väljatõstmiseni, kuid teave selle muutmise fakti kohta ( kui andmed olid varem "värsked") saadetakse L3 vastava rea ​​siltidele.

L3 vahemälu

Füüsiliselt on L3 vahemälu endiselt hõivatud x86 tuumade arvuga. Nehalemis oli võimalus teha üks plaat Jaüks lugemine L3-st/kella kohta, kui need langesid erinevatesse pankadesse, kuna kogu vahemälu jaoks kasutati ühist lülitit ja kontrollerit. Nüüd on pankade korraldus teistsugune: saab teha rekordit või lugemist, aga igas pangas eraldi. Ja tk number kaasatud pankade arv on peaaegu alati võrdne tuumade arvuga (erandeid on seni leitud ainult 6-10-tuumaliste serverite Xeonide puhul, kus mõnel pankade mudelil on tuumade arvust 1 rohkem või vähem), see suurendab L3 tippvõimsust lineaarselt tuumade arvu suurenemisega. Arvestades, et see on jagatud kõigi tuumade ja GPU vahel, on see väga kasulik, kuna tuumade kaupa vahelejätmine on siiani olnud kõigi jagatud vahemälu peamine probleem.

Teine oluline muudatus L3-s on see, et see töötab täistuumasagedusel. Täpsemalt x86-tuumad. Täpsemalt nende töö (oma) hetkel, sest osa südamikke saab magada. Lisaks läbilaskevõime suurendamisele vähendab see ka viivitusi, mida loomulikult mõõdetakse tuumakellade järgi nende sagedusel. Ja nüüd (vt) SB-s langesid need 30%. Seda hoolimata asjaolust, et vahemälu sagedus ise pole 30% kasvanud. Põhjus on selles, et kui andmevoog ületab võimsust (loogiliste "0" ja "1" väärtuste poolest voltides) ja eriti sagedusalasid, tekib mitme tsükli pikkune viivitus tasemete teisendamiseks ja sobitamiseks. kella servad. SB-s sellist probleemi pole, sest L3 töötab sama pingega kui töötavad x86 südamikud (ei ole keelatud) ja kõigi aktiivselt laetud tuumade sagedus on alati sama (kaasa arvatud Turbo Boost tehnoloogia kasutamine) - ja see on täpselt sellel, et L3 sagedust reguleeritakse.

Tõsi, kõik võib olla huvitavam. Tähelepanelikul lugejal õnnestus märgata, et L2 vahemälu töötab poole sagedusega ja seetõttu kaotab 64-baidise pordi olemasolul pool PS-st. Ilmselt on selline otsus seotud mõistliku piisavuse ja 32 baiti / taktiga ning seetõttu saab kasutada säästlikumaid transistore, mis pealegi töötavad madalamal sagedusel. L3 kohta pole see kindlalt teada, kuid on mõistlik eeldada, et seal on olukord sama: kõrgel sagedusel töötavad ainult ringbussi pordikontrollerid, mis töötlevad igas pordis 32 baiti / takt (sellest lähemalt allpool), kuid vahemälu ise töötab 64-baidised stringid iga 2 tsükli järel.

Nagu Nehalemis, on iga L3 pank jagatud 512 KB ja 4 rajaga plokkideks. Enamikul Core i-seeria protsessoritel on neid plokke igas pangas 3 või 4. Becktoni ja Westmere-EX arhitektuuriga Xeoni serveri protsessoritel on 6, 8 või 10 südamikku ja L3 pangad, kuid viimaste suurus on suurendatud (kuni 3). MB) ja assotsiatiivsuse järgi (kuni 24), mis kõige kallimates CPU-des annab koguni 30 MB. SB jaoks on seni lubatud "ainult" 8-tuumalised Xeonid 20-suunalise L3-ga 20 MB eest.

Kunstkamera austajatele olgu lisatud, et Nehalemi arhitektuuri ainus esindaja, millel on üks töötav südamik (ja üks L3-pank 2 MB kohta), pole kummalisel kombel mitte mingi salaja välja antud ülieelarveline Celeron, vaid Xeon LC3518, mis on füüsiliselt tavaline 4-tuumaline Nehalem kolme (!) puudega südamiku ja nende pankadega. SB autorid valmistasid ette ka selliseid kurioosumeid - need on Celeron B ja Pentium B mudelid, kus 2 tuuma ja GPU moodustavad mitte 4, mitte 3, vaid 2 MB vahemälu koos assotsiatiivsusega poole võrra 8 teele.

Sarnaselt eelkäijale kasutavad SB tuumad CMOS-i loogikat aktiivsemalt kui dünaamilist, mis kajastub töö käigus tekkivate vigade sageduses. See eeldas võimsamate algoritmide ja koodide (ECC) juurutamist tuumade vahemällu, mis suudavad tuvastada ja parandada igas baidis 2-bitisi vigu ning tuvastada (kuid mitte parandada) 3-bitisi. Seni on CPU-d suutnud tuvastada kuni kaks vigast bitti ja ühe parandada, nõudes keskmiselt 1 ECC-bitti kaitstud baidi kohta. Uus kood näib nõudvat vähemalt 1,5 bitti/bait – veidi hiljem saame seda kontrollida.

Ring buss

Mitte ainult meie tähelepanelik lugeja ei arvanud, kuidas ühendada L3 ja südamikud nii, et vahemälu PS kasvaks võrdeliselt pankade (ja seega ka tuumade) arvuga. See ringbuss, vastupidiselt Inteli väitele, ei ilmunud aga SB-s esimest korda. Lisaks erinevatele spetsialiseeritud protsessoritele (eriti mõnele GPU-le) ilmus see protsessorite hulgas üldiselt 9-tuumalises Sony / IBM Cell BE-s (2007). Inteli protsessorite jaoks võeti ringbuss kasutusele 8-tuumalise serveri Xeon Nehalem-EX seerias (2010), kust see sai väikeste muudatustega SB. Äsja välja antud serveril Westmere-EX (Xeon E7) on see ka olemas.

Igas suunas on venitatud 4 siini: päringud, kinnitused (toe jaoks) ja tegelikud andmed (laiused 32 baiti) - loomulikult on kõik kaitstud ECC-bittidega. Vahetusprotokoll on veidi muudetud ja täiendatud versioon QPI siinist, mida oleme harjunud nägema punkt-punkti interprocessorite siinina, sarnaselt HyperTransportile AMD protsessoris. Protsessori sees on ühendatud "punktid" agendid, millest igaühel on kaks paari siiniporte (mõlemas suunas vastuvõtvad ja edastavad) ja paar kliendi porte. Naaberagendeid ühendavad siiniühendused on ühendatud siiniühendustega. Tavaliselt on klientidel ühendatud kohalik x86 kernel ja kohalik L3 pank. 2/4-tuumalistes SB-des on aga üks äärmuslikest agentidest ühendatud ainult GPU-ga ja teine ​​ainult "süsteemiagendiga"; ka bussipordid on pooleldi kasutusel, sest nendes kohtades pöörab buss 180°, ühendades vastaslülid. 8-tuumalises serveris SB on 8 tavaagenti ja 4 lõpp-agenti, millest igaüks pöörab mõlema siini suunda 90°, kasutades kõiki siiniporte ja teenindab kumbagi ühte klient-kontrollerit: 2 mälu jaoks ja 2 välistele siinidele (QPI ja PCIe).

Kui päring saabub, räsib kohalik agent aadressi, et jaotada andmed ühtlaselt pankade vahel, määrab päringu suuna (välja arvatud juhul, kui seda on vaja edastada just seal – teises kliendipordis) ja ootab bussi vabastamist ( praegusel liiklusel on uue liikluse ees prioriteet). Igas tsüklis jälgib iga agent mõlema suuna vastuvõtuporte ja võrdleb vastuvõetud sõnumi sihtaadressi enda aadressiga: kui see ühtib, edastatakse sõnum ühte klientportidest. Vastasel juhul kantakse see väljundporti, et jõuda pärast tsüklit naaberagendi juurde. Kui tsükli ajal on väljundport vaba, lisab agent kas oma sõnumi (kui selle suuna jaoks on ootel sõnumeid) või saadab vaba siinisignaali järgmisele agendile.

Seega on siini tipp-SR pool kõigi agentide kasutatud siiniportide arvu (32 baiti) ja sageduse korrutisest. "Semi-" - kuna iga lingi jaoks on vaja 2 porti. Arvestades, et rõngas, nagu ka L3, töötab maksimaalsetel tuumsagedustel, on selle PS absoluutne maksimum väga suur: 4-tuumalise protsessori puhul sagedusel 3 GHz - 960 miljardit baiti / s (vastavalt "kuulsavale" harduse traditsioonile kettatootjad, nimetagem seda 960 GB /Koos:). Võrdluseks, Cell BE-s edastavad rõngad ka 32 baiti igas suunas, kuid ülekande kohta kulub 2 tsüklit, nii et see 9-tuumaline protsessor võidab umbes sama palju 960 GB / s 3 GHz juures.

Füüsiliselt on siiniühendused rajatud kõrgeimal signaali edastamiseks saadaoleval tasemel - 7. ja 8. Kattekihte kasutatakse ainult toiteallika ja padjandite jaoks. Veelgi enam, rajad läbivad L3 kaldaid ega võta omaette kohta. Selline seade võimaldab siini skaleerida lihtsalt agente ja linke kopeerides, mis on palju lihtsam kui kesklülitile täiendavate portide lisamine. Viimasel on aga eelis - otselülituse viivitus on palju väiksem kui transiidi oma. Kõrgema sageduse tõttu osutus SB L3 vahemälu siiski väiksema latentsusajaga kui Nehalemis.

Riistvara silumise tugi

Ringsiinist rääkides tasub mainida uut silumisfunktsiooni – Generic Debug eXternal Connection (GDXC). See võimaldab jälgida liikluse ja siini sünkroonimiskäske, suunates need ümber spetsiaalsesse protsessoriporti ühendatud välisesse loogikaanalüsaatorisse. Varem olid sellised peened tööriistad saadaval ainult emaplaaditootjatele (muidugi täieliku saladusega) ja arendajatele endile. Kuid GDXC on saadaval ka süsteemi programmeerijatele, mis teoreetiliselt peaks aitama vigu tabada ja videodraivereid optimeerida. Mis puutub "tavalistesse programmeerijatesse", siis igas tuumas on jõudlusloendurite ja sündmuste arvu suurenemine (6-lt 8-le) kindlasti kasulik.

Sidusus ja "tugi" OpenCL-i jaoks

Nehalem oli pärast Pentium 4-st esimene Inteli protsessor, mis muutis viimase (st 3.) taseme vahemälu muuga võrreldes kaasavaks. See tähendab, et mitme protsessoriga süsteemis on protsessoritel lihtsam jälgida erinevates vahemäludes hajutatud andmete koopiaid, mis on vajalik nende sidususe säilitamiseks. Selleks salvestavad L3 iga rea ​​sildid muuhulgas komplekti bitte, mis näitavad tuuma see Protsessorid, mille vahemällu see rida kopeeriti, samuti numbrid teised Protsessorid, mille vahemälus on ka selle koopia. Westmere-EXi puhul on selliste bittide arv ilmselt vähemalt 17 (10 tuuma + 7 "ülejäänud" CPU-d). Lisaks värskendati samal ajal standardset MESI koherentsusprotokolli MESIF-ile, sealhulgas 5. edasi-oleku olekule, võimaldades vastata teise CPU snoop-päringule (MESI-s võis iga CPU vastata, mis suurendas snoop-liiklust). AMD lähtus ka snoop-liikluse minimeerimisest, lisades oma Opteronidele 5. oleku Owned ja saades MOESI protokolli.

Kui mis tahes tuumast L3-le juurde pääsedes selgub, et soovitud string on vahemällu salvestatud mõne teise tuuma poolt (lihtsuse huvides eeldame, et see on üks) ja seda saab muuta, pääseb selle L1D ja L2 vahemälu juurde, et kontrollida selle voolutugevust. olek. Kontrolli nimetatakse "puhtaks", kui andmed olid terved, ja "määrdunud", kui seda on muudetud ja see nõuab kopeerimist taotlevasse kerneli ja L3-sse. SB-s põhjustab esimene juhtum viivitust 43 tsüklit ja teine ​​- 60. Mingil põhjusel on need dokumentatsioonis näidatud numbrid konstandid, kuigi need peaksid sõltuma ringbussi südamike vahelisest topoloogilisest kaugusest. Ja 17 tsükli erinevus on palju suurem kui 64 baidi edastamiseks vajalik 2 ...

Mis on SB-s L3 kaasamise poliitika seisukohalt uus, on see, et tuuma vahemälu andmete koopiate olemasolu bitid võtavad arvesse ka GPU-d. See tähendab, et programmi seisukohast saab GPU-d kasutada vektorina, töötades ühiste andmetega ühises aadressiruumis. Teoreetiliselt peaks sellele kaasa aitama OpenCL 1.1 tugi GPU-s, nagu Inteli graafikaarhitektuuri osakonna juht Thomas Piazza väitis. Mõned analüütikud kirjutasid aga kangekaelselt, et OpenCL-i SB-s ei toetata. Veel üks detektiiv? Jah, ja ta on lahti harutatud.

Teise ettevõtte esindaja sõnul on füüsiline tugi olemas, kuid draiveri kättesaamatuse tõttu kasutatakse selle aktiveerimisel siiski vaid x86-tuumalisi ressursse. Kui värskendus ilmub, kus kõik töötab, seda ei öeldud. Vähe ametlike kanalite kaudu vihjati, et juba enne seda GP kuidagi saab kasutada kaasprotsessorina. Kuid alles pärast vajaliku SDK (programmeerijate tööriistakomplekti) lõpetamist on GPU saadaval mitte "kuidagi", vaid inimlikult. :)

Andmetele juurdepääsu hõlbustamiseks on kogu protsessori aadressiruum jagatud kolmeks osaks: x86 tuumade, GPU ja mittesidusate andmete jaoks. GPU-sektsioon kasutab "nõrka" sidusust, et kiirendada draiveri kaudu programmiliselt läbiviidavaid kontrolle (eelkõige saadetakse andmed x86-sektsioonile sünkroonimisprotseduuride abil, mitte automaatselt). GPU kasutab mittesidusaid andmeid ka lõpptoiminguteks valmis kaadri mällu ülekandmiseks.

Igal teel L3-s on 3 bitti atribuute, mis näitavad, et nende ridade sisu kuulub ülaltoodud kolme jaotisesse nende mis tahes kombinatsioonis. Kuid partitsioonide sidususe säilitamise kulude minimeerimiseks rakendatakse protokolle ja ühenduvuse semantikat (igas neist erinev) ainult siis, kui see on selgesõnaliselt nõutav – st kui mitme partitsiooni jaoks ühiseks märgitud ala on vahemällu salvestatud ühte teed.

Ja

Süsteemiagent on see osa "ekstrakernelist", mis saadakse pärast L3 vahemälu ja GPU mahaarvamist. See on see, mis jääb:

• arbiter oma ringbussi pordiga – vahetab andmevooge agendi teiste osade vahel;
• silumise siini port GDXC;
• QPI siinikontroller (1-2 ühendust 25,6, 28,8 või 32 GB / s jaoks) - ilmselgelt ainult serverimudelites;
• siinikontroller PCIe 2.0 (on 1 ) või 3.0 (2 GPU / s, ainult Xeoni jaoks) - olenevalt mudelist võib see olla 16-, 20-, 24- ja 40-rajaline ning võimaldab erinevaid ühendusskeeme rajad: enamlevinud 20-ribaliste mudelite jaoks on x16 + x4 (ainult see valik on saadaval enamiku mobiilsete SB-de jaoks), x8 + x8 + x4 ja x8 + x4 + x4 + x4 (ainult noorematele Xeonidele);
• siinikontroller 2.0 - PCH-ga (kiibistikuga) ühendamiseks: tegelikult kahekordistas veidi muudetud 4-rajaline PCIe kanal võrreldes versiooniga 1.0 (Nehalemis ja Atomis) PS-i kahekordistas 4 GB / s (summa mõlemas suunas );
• "Flexible Display Interconnect" (FDI) - port ekraanide füüsiliste liideste kontrolleriga ühendamiseks kiibistiku osana, mis on samuti ümber kujundatud PCIe-st;
• video (de)kodeerimise kiirendi;
• mälukontroller;
• programmeeritav toitekontroller (Power control unit, PCU) oma püsivaraga.

Kõige huvitavamad on siin viimased 3 punkti. Videokiirendi jätame aga graafilise osa ülevaatamiseks, räägime kohe ICP-st. See toetab 2-4 mälukanalit kuni DDR3-1600 (mälu ribalaiusega 12,8 GB/s kanali kohta), kuid ainult 2 DDR3-1333 kanalit lauaarvutite ja mobiilsete protsessorite jaoks. Igal kanalil on eraldi ressursid ja see teenindab päringuid iseseisvalt. ICP-l on korrast ära operatsioonide planeerija (!), mis maksimeerib ribalaiust, minimeerides samal ajal viivitusi. Lisaks ilmus isegi Xeoni Nehalemi versioonides SMI-tehnoloogia (Scalable Memory Interconnect, scalable memory interconnect), kasutades pistikprogrammi SMB-d (skaleeritav mälupuhver, analoogne FB-DIMM-i AMB puhvriga, kuid ei asu moodulis, aga emaplaadil). Puhver on ühendatud kiire jadasiiniga protsessori ICP kanaliga ja võimaldab ühendada suurema hulga mooduleid kokku kui otse protsessoriga. Tõsi, see halvendab nii viivitusi kui ka mälu sagedust.

Igal kanalil on 32-realine kirjutuspuhver ja kirjutamine loetakse lõpetatuks kohe, kui andmed puhvrisse sisenevad. Kummalisel kombel pole see puhver hõivatud, mistõttu osalisi kirjutamisi (kui tervet rida ei värskendata) töödeldakse ebaefektiivselt, kuna need nõuavad rea vana koopia lugemist. See on kummaline, arvestades, et tänapäevased mälukiibid võtavad kirjutusbitmaski arvesse mitte ainult üksikute 8-baidiste sõnade puhul (mida on 8 rea kohta), vaid ka sõnades baite, kuna rea ​​muutmata ja uuendatud osade kombinatsioon on tehtud mälukiibi sees, mitte ICP-s. Kuid SB-s võib ICP (nagu ka vahemälu) sisaldada täiustatud ECC meetodeid ja selleks tuleb isegi osaliselt uuendatud rida ECC ümberarvutamiseks täielikult läbi lugeda. Pealegi töötab see reegel isegi tavamälu kasutamisel, aga ka enamikes mobiilimudelites, kus ECC-mälu üldse ei toetata. 2.0

Süsteemi agendi toitekontroller vastutab korraga 3 funktsiooni eest - kaitse ülekuumenemise eest, energiasääst ja automaatne kiirendamine (selles järjekorras lisati need koos x86 CPU arenguga). Inteli protsessorite viimane üksus on tuntud kui Turbo Boost (TB) tehnoloogia. Selle värskendatud versioon on programmi üks peamisi tipphetki, sest nõrgalt paralleelseeritavate programmide puhul suudab see kiirendada mitte vähem kui kõik tuumade arhitektuurilised täiustused.

Tuletame meelde, et TB jälgib kristalli erinevate osade voolusagedusi, toitepingeid, voolusid ja temperatuure, et teha kindlaks, kas töösüdamike sagedust on võimalik järgmise kordaja astme võrra suurendada (x86 tuumade ja GPU-de puhul eraldi). See võtab arvesse kõigi ülaltoodud parameetrite piiranguid. TB 2. versiooni peamine uudsus on sageduste täiendav tõus, mis ilmneb vahetult pärast kõigi või enamiku tuumade tegevusetusperioodi ja on tingitud süsteemi "CPU + jahutusradiaator" termilisest inertsist. Ilmselgelt saavutab kristalli temperatuur koormuse sisselülitamisel ja soojuse eraldumise puhangu korral teatud väärtuse mitte koheselt, vaid sujuvalt ja aeglustades. Seega, kui praegune temperatuur ei ole veel kriitiline ja muude parameetrite jaoks on ka varu, tõstab kontroller kordajat veidi, suurendades veidi energiatarbimist ja vabanemist ning veidi suurendades kasvumäär temperatuuri. Muide, Intel demonstreeris 4-tuumalise SB stabiilset tööd sagedusel 4,9 GHz koos õhkjahutusega ...

Roheline punktiirjoon näitab sagedust ja punane punktiir näitab temperatuuri. Külgribal - tüüpiline koormus koduarvuti protsessorile.

Sõltuvalt jahuti kvaliteedist ja BIOS-i poliitikast ventilaatori kiiruse reguleerimiseks erinevatel temperatuuridel, tarbib protsessor esimesed 10-25 sekundit pärast suhteliselt pikka tühikäiguperioodi rohkem TDP-d ja hõivatud tuumad peaksid teoreetiliselt töötama kõrgematel sagedustel. kui Westmere'i protsessor samadel asjaoludel. Niipea, kui temperatuur tõuseb kriitilise punktini, väheneb sagedus tavapärase "turbo" väärtuseni - see vähendab soojuse eraldumist TDP-ni ja temperatuuri tõus peatub. Kasu seisneb selles, et mõne sekundi jooksul töötab süsteem veidi kiiremini kui Turbo Boost 1.0 puhul. See tähendab, et tehnoloogia teine ​​versioon on "turbolaaduriga turboboost". Siit on selge, milliste stsenaariumide jaoks see on mõeldud - mitme lõime jaoks halvasti optimeeritud programmide perioodiline käivitamine, nende ülesande kiire lahendamine ja süsteemi taas mitmeks minutiks jõudeolekusse viimine. Kodus ja kontoris töö – tüüpiline olukord.

Ärge unustage, et nüüd on x86 tuumade kordaja iga samm 100 MHz, mitte 133, nii et te ei saa SB ja Nehalemi "turbo valemeid" otseselt võrrelda. GPU puhul on samm 50 MHz ja ICP puhul - 266 (maksimaalselt - 2166, ei kiirenda automaatselt). Baassageduseks võetakse DMI siini sagedus, millest tõrjutakse kogu süsteemi ülejäänud sagedused. Kuid just sel põhjusel tuleb see lihtsalt jätta standardsele 100 MHz-le ja kui juba ülekiirendamisega tegelete, siis ainult kordajate kaudu. Muide, eraldi kellageneraatorit pole enam vaja ja see on olemas ainult kallitel "overclocker" plaatidel, samas kui ülejäänud muutuvad veidi odavamaks ja lihtsamaks.

Tavaliselt on lõunasilla kell ühendatud mitme silla jaoturiga ja DMI siini kaudu CPU-ga koos selle erinevate kordajatega ...

... Kuid kallites plaatides paneb väline generaator kõike kella.

13.–15. septembril toimunud IDF 2010 foorumi raames avalikustas Intel esimest korda uue protsessori mikroarhitektuuri üksikasjad, koodnimega Sandy Bridge. Tegelikult demonstreeriti Sandy Bridge protsessorit eelmise aasta IDF 2009 foorumil, kuid uue mikroarhitektuuri üksikasju siis ei avaldatud (v.a kõige üldisem teave). Tehke kohe reservatsioon, et kõik selle üksikasjad pole ka praegu avalikuks saanud. Midagi, mida ettevõte soovib hoida saladuses kuni ametliku väljakuulutamiseni, mis peaks toimuma päris järgmise aasta alguses. Eelkõige ei avaldata üksikasju uute protsessorite jõudluse, mudelivaliku ja mõne arhitektuurilise funktsiooni kohta.
Niisiis, vaatame lähemalt uut Sandy Bridge mikroarhitektuuri ja ka sellel põhinevate protsessorite omadusi, mida edaspidi nimetame Sandy Bridge protsessoriteks.

Lühidalt Sandy Bridge'i protsessoritest

Kõik Sandy Bridge'i koodnimega protsessorid toodetakse esialgu 32 nm protsessi abil. Tulevikus, kui toimub üleminek 22-nm protsessitehnoloogiale, saavad Sandy Bridge'i mikroarhitektuuril põhinevad protsessorid koodnime Ivy Bridge (joonis 1).

Riis. 1. Inteli protsessoriperede ja protsessorite mikroarhitektuuride areng

Sandy Bridge'i protsessorid, nagu ka Westmere'i protsessorid, moodustavad laua- ja mobiilisegmendis kolm perekonda: Intel Core i7, Intel Core i5 ja Intel Core i3, kuid nende protsessorite logod muutuvad veidi (joonis 2). Täpsemalt räägime Intel Core perekondade teisest põlvkonnast (2 nd Generation).

Riis. 2. Sandy Bridge'i protsessorite uued logod

Teadaolevalt muutub protsessorite märgistamise süsteem täielikult, kuid IDF 2010 foorumil ei teatatud uue protsessorimudeli märgistamise süsteemi kohta midagi.

Mitteametlikel andmetel tähistatakse Sandy Bridge'i protsessoreid neljakohalise numbriga, kusjuures esimene number - 2 - tähendab Intel Core'i perekonna teist põlvkonda. See tähendab, et seal on näiteks (mitteametlikel andmetel jällegi) Intel Core i7-2600 või Intel Core i5-2500 protsessor. Intel Core i7 ja Intel Core i5 perekondadel on nii lukustatud kui ka lukustamata protsessorid, viimast tähistatakse tähega K (Intel Core i7-2600K, Intel Core i5-2500K).

Peamised erinevused Intel Core i7, Intel Core i5 ja Intel Core i3 perekondade vahel on L3 vahemälu suurus, tuumade arv ning Hyper-Threading ja Turbo Boost tehnoloogiate tugi.

Intel Core i7 perekonna protsessorid on neljatuumalised, mis toetavad tehnoloogiaid Hyper-Threading ja Turbo Boost ning L3 vahemälu suurus on 8 MB.

Intel Core i5 protsessorite perekond on neljatuumaline, kuid ei toeta Hyper-Threading Technology. Nende protsessorite tuumad toetavad Turbo Boost tehnoloogiat ja L3 vahemälu suurus on 6 MB.

Intel Core i3 perekonna protsessorid on kahetuumalised ja toetavad Hyper-Threading tehnoloogiat, kuid ilma Turbo Boost tehnoloogia toeta. Nende protsessorite L3 vahemälu suurus on 3 MB.

Pärast mitteametliku teabe väljakuulutamist liigume edasi usaldusväärsete andmete juurde.

Kõik uued Sandy Bridge'i protsessorid saavad uue LGA 1155 protsessoripesa ning loomulikult ei ühildu need Intel 5-seeria kiibistikul põhinevate emaplaatidega. Tegelikult on uuel Inteli 6-seeria kiibistikul põhinevad emaplaadid mõeldud Sandy Bridge'i protsessoritele. Nende ühekiibiliste kiibikomplektide uustulnuk toetab kahte SATA 6 Gb/s (SATA III) porti ning täiskiirusega PCI Express 2.0 radasid (sagedusel 5 GHz). Kuid kiibikomplekti ei integreerita veel USB 3.0 kontrollerit.

Kuid tagasi Sandy Bridge'i protsessorite juurde. Uus protsessoripesa LGA 1155 vajab suure tõenäosusega uusi jahuteid, kuna LGA 1156 pesa jahutid ei ühildu pesaga LGA 1155. See on aga vaid meie oletus, mis põhineb lihtsal loogikal. Lõpuks peab Intel kuidagi stimuleerima uute jahedamate mudelite väljalaskmist, et lahedamate tootjad täielikult välja ei sureks.

Kõikide Sandy Bridge'i protsessorite eripäraks on integreeritud järgmise põlvkonna graafikatuum. Veelgi enam, kui eelmise põlvkonna protsessorites (Clarkdale ja Arrandale) paiknesid protsessori töötlemistuumad ja graafikatuum erinevatel kristallidel ning pealegi toodeti erinevate tehniliste protsesside järgi, siis Sandy Bridge'i protsessorites kõik protsessorid. komponendid toodetakse 32-nm protsessitehnoloogia järgi ja asetatakse ühele kristallile.

Oluline on rõhutada, et ideoloogiliselt võib Sandy Bridge’i protsessori graafilist tuuma pidada protsessori viiendaks tuumaks (neljatuumaliste protsessorite puhul). Lisaks on nii graafikatuumal kui ka protsessori arvutustuumadel juurdepääs L3 vahemälule.

Nii nagu eelmise põlvkonna Clarkdale'i ja Arrandale'i protsessoritel, on ka Sandy Bridge'i protsessoritel integreeritud PCI Express 2.0 liides diskreetsete graafikakaartide kasutamiseks. Lisaks toetavad kõik protsessorid 16 PCI Express 2.0 rada, mida saab rühmitada kas üheks PCI Express x16 portiks või kaheks PCI Express x8 pordiks.

Samuti tuleb märkida, et kõigil Sandy Bridge'i protsessoritel on integreeritud kahe kanaliga DDR3 mälukontroller. Kolme kanaliga mälukontrolleriga variante pole veel plaanis välja anda. Selle põhjuseks on asjaolu, et Sandy Bridge'i protsessorite valik ei kata tipptasemel lauaarvutiprotsessorite segmenti. Parimaks lauaarvuti protsessoriks saab uus kuuetuumaline protsessor Gulftown (Intel Core i7-990X), samas kui Sandy Bridge'i protsessorite valik keskendub tootlikele, tava- ja soodsatele personaalarvutitele.

Sandy Bridge'i mikroarhitektuuril põhinevate protsessorite teine ​​omadus on see, et QPI (Intel QuickPath Interconnect) siini asemel, mida varem kasutati üksikute protsessori komponentide omavaheliseks ühendamiseks, kasutatakse nüüd põhimõtteliselt teistsugust liidest, mida nimetatakse ringbussiks ( Ring Buss), mida me allpool üksikasjalikult käsitleme.

Üldiselt tuleb märkida, et Sandy Bridge'i protsessori arhitektuur eeldab modulaarset, kergesti skaleeritavat struktuuri (joonis 3).

Riis. 3. Sandy Bridge protsessori moodulstruktuur

Sandy Bridge'i mikroarhitektuuri teine ​​omadus on see, et see toetab Intel AVX (Intel Advanced Vector Extension) käsukomplekti.

Intel AVX on Inteli arhitektuuri uus laienduste komplekt, mis pakub 256-bitiste vektorite ujukomaarvutusi, mis põhinevad SIMD-l (Single Instruction, Multiple Data).

Intel AVX on Intel 64 mikroarhitektuuri juhiste komplekti arhitektuuri põhjalik laiendus ja sellel on järgmised funktsioonid:

• suurema bitisügavusega vektorandmete tugi (kuni 256 bitti);
• tõhus käskude kodeerimisskeem, mis toetab kolme- ja neljaoperandilise käsu süntaksit;
• paindlik programmeerimiskeskkond, mis pakub erinevaid võimalusi – harutöötluskäskudest kuni vähendatud nõueteni mälus nihkete joondamiseks;
• uued primitiivid andmetega manipuleerimiseks ja aritmeetiliste arvutuste kiirendamiseks, sealhulgas leviedastus (edastus), permutatsioon (permute), samaaegne korrutamine ja liitmine (fused-multiply-add, FMA) jne.

Arvestades asjaolu, et uut Inteli AVX-i käsukomplekti saab kasutada mis tahes rakenduses, milles märkimisväärne osa arvutustest on SIMD-toimingutes, annab uus tehnoloogia suurima jõudluse kasvu nende rakenduste puhul, mis teostavad peamiselt ujukomaarvutusi ja mida saab paralleelselt. Näited hõlmavad heli- ja helikoodekeid, pildi- ja videotöötlustarkvara, modelleerimis- ja finantsanalüüsirakendusi ning tööstus- ja insenerirakendusi.

Sandy Bridge protsessori mikroarhitektuurist rääkides tuleb märkida, et tegemist on Nehalemi ehk Intel Core mikroarhitektuuri arendusega (kuna Nehalemi mikroarhitektuur on Intel Core mikroarhitektuuri edasiarendus). Erinevused Nehalemi ja Sandy Bridge'i vahel on üsna märkimisväärsed, kuid siiski on võimatu nimetada seda mikroarhitektuuri põhimõtteliselt uueks, mis omal ajal oli Intel Core'i mikroarhitektuur. See on täpselt modifitseeritud Nehalemi mikroarhitektuur.

Nüüd vaatame lähemalt Sandy Bridge mikroarhitektuuri uuendusi ja selle erinevusi Nehalemist.

Protsessori tuum põhineb Sandy Bridge'i mikroarhitektuuril

Enne Sandy Bridge'i ja Nehalemi mikroarhitektuuride erinevuste juurde asumist tuletagem meelde, et iga protsessori skeem eeldab mitme struktuurielemendi olemasolu: L1 andmete ja käskude vahemälu, eelprotsessor (Front End) ja järelprotsessor, nn. käsu täitmise üksus (Execution Engine).

Andmetöötlusprotsess sisaldab järgmisi samme. Esiteks tõmmatakse juhised ja andmed L1 vahemälust (seda sammu nimetatakse toomiseks). Pärast seda dekodeeritakse vahemälust hangitud juhised protsessorile arusaadavateks masinaprimitiivideks (mikrooperatsioonideks). Seda protseduuri nimetatakse dekodeerimiseks. Edasi saadetakse dekodeeritud käsud protsessori täitmisüksustele ja need täidetakse ning tulemus kirjutatakse mällu.

Käskude vahemälust toomise, nende dekodeerimise ja täitmisüksustele üleviimise protsessid viiakse läbi eelprotsessoris ning käskude täitmise protsess on järelprotsessoris.

Nüüd vaatame lähemalt Sandy Bridge'i protsessori tuuma ja võrdleme seda Nehalemi tuumaga. Kui protsessori tuum põhineb Nehalemi või Sandy Bridge'i mikroarhitektuuril, valitakse x86 käsud L1 käskude vahemälust (Instruction Сache), mille suurus on 32 KB (8-kanaliline vahemälu). Käsud laaditakse vahemälust fikseeritud pikkusega plokkidena, millest eraldatakse käsud dekodeerimiseks. Kuna x86 käsud on muutuva pikkusega ja vahemälust käskude laadimise plokid on fikseeritud, siis on käskude dekodeerimisel vaja määrata piirid üksikute käskude vahel.

Käsu suuruse teave salvestatakse L1 käsu vahemällu spetsiaalsetele väljadele (3 bitti teavet iga käsubaidi kohta). Põhimõtteliselt saaks seda käskude piiride määramise teavet kasutada dekoodris endas otse käskude dekodeerimise protsessis. See aga mõjutaks paratamatult dekodeerimise kiirust ja mitme käsu samaaegne dekodeerimine oleks võimatu. Seetõttu ekstraheeritakse valitud plokist käsud enne dekodeerimist. Seda protseduuri nimetatakse eeldekodeerimiseks (PreDecode). Eeldekodeerimise protseduur võimaldab säilitada konstantset dekodeerimiskiirust sõltumata juhiste pikkusest ja struktuurist.

Nehalemi ja Sandy Bridge'i mikroarhitektuuriga protsessorid toovad juhiseid 16-baidistes plokkides, see tähendab, et iga taktitsükli jaoks laaditakse vahemälust 16-baidine käsuplokk.

Pärast laadimistoimingut pannakse käsud järjekorda (käskude järjekord) ja edastatakse seejärel dekoodrisse. Dekodeerimise (Decode) käigus teisendatakse käsud kindla pikkusega masina mikrooperatsioonideks (mikrooperatsioonideks või uOps-deks).

Sandy Bridge'i mikroarhitektuuriga protsessorituumadekooder pole muutunud. Nii nagu Nehalemi mikroarhitektuuris, on see nelja kanaliga ja suudab dekodeerida kuni neli x86 käsku ühe taktitsükli kohta. Nagu juba märgitud, laaditakse Nehalemi ja Sandy Bridge'i mikroarhitektuurides iga tsükli jaoks vahemälust 16-baidine käsuplokk, millest valitakse esialgse dekodeerimise käigus individuaalsed juhised. Põhimõtteliselt võib ühe käsu pikkus olla kuni 16 baiti. Käsu keskmine pikkus on aga 4 baiti. Seetõttu laaditakse igasse plokki keskmiselt neli käsku, mis nelja kanaliga dekoodri kasutamisel ühe taktitsükli jooksul üheaegselt dekodeeritakse.

Nelja kanaliga dekooder koosneb kolmest lihtsast dekoodrist, mis dekodeerivad lihtsaid juhiseid ühes mikrooperatsioonis, ja ühest keerukast dekoodrist, mis suudab dekodeerida ühe käsu neljas mikrooperatsioonis (4-1-1-1 tüüpi dekooder). Veelgi keerukamate käskude jaoks, mida dekodeeritakse enam kui neljas mikrooperatsioonis, ühendatakse keerukas dekooder uCode Sequenser plokiga, mida kasutatakse selliste juhiste dekodeerimiseks.

Loomulikult on nelja käsu dekodeerimine kella kohta võimalik ainult siis, kui üks 16-baidine plokk sisaldab vähemalt nelja käsku. Küll aga on käske, mis on pikemad kui 4 baiti ja mitu sellist käsku ühte plokki laadides langeb dekodeerimise efektiivsus.

Nehalemi ja Sandy Bridge'i mikroarhitektuuride juhiste dekodeerimisel kasutatakse kahte huvitavat tehnoloogiat - Macro-Fusion ja Micro-Fusion.

Macro-Fusion on kahe x86 käsu ühendamine üheks keerukaks mikrooperatsiooniks. Protsessori mikroarhitektuuri eelmistes versioonides dekodeeriti iga x86-vormingus käsk teistest sõltumatult. Macro-Fusion tehnoloogia kasutamisel saab dekodeerimisel liita mõned käskude paarid (näiteks võrdluskäsk ja tingimuslik hüppekäsk) üheks mikrotoiminguks, mis hiljem täidetakse täpselt ühe mikrooperatsioonina. Pange tähele, et Macro-Fusion tehnoloogia tõhusaks toetamiseks Nehalemi ja Sandy Bridge'i mikroarhitektuurides kasutatakse laiendatud ALU-sid (aritmeetiline loogikaüksus), mis on võimelised toetama ühendatud mikrooperatsioonide teostamist. Pange tähele ka seda, et Macro-Fusion tehnoloogia kasutamisel saab protsessori iga tsükli kohta dekodeerida ainult neli käsku (neljakanalilises dekoodris) ja Macro-Fusion tehnoloogia kasutamisel saab lugeda viis käsku. iga tsükkel, mis muudetakse liitmise teel neljaks ja allutatakse dekodeerimisele.

Pange tähele, et Macro-Fusion tehnoloogiat kasutati ka Intel Core mikroarhitektuuris, Nehalemi mikroarhitektuuris aga laiendati x86 juhiste komplekti, mille puhul on võimalik üheks mikrooperatsiooniks liitmine. Lisaks ei toetatud Intel Core mikroarhitektuuris x86 käskude liitmist 64-bitise protsessori töörežiimi jaoks, see tähendab, et Macro-Fusion tehnoloogiat rakendati ainult 32-bitises režiimis. Nehalemi arhitektuuris on see kitsaskoht kõrvaldatud ja liitmistoimingud toimivad nii 32-bitise kui ka 64-bitise protsessori režiimis. Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris on x86-juhiste komplekti, mille jaoks on võimalik liitmisoperatsioon, veelgi laiendatud.

Mikrofusioon on kahe mikrooperatsiooni (mitte x86-käskude, nimelt mikrooperatsioonide) liitmine üheks, mis sisaldab kahte elementaarset toimingut. Tulevikus töödeldakse kahte sellist ühendatud mikrooperatsiooni ühena, mis võimaldab vähendada töödeldavate mikrooperatsioonide arvu ja seeläbi suurendada protsessori poolt ühe tsükli jooksul täidetavate käskude koguarvu. On selge, et kahe mikrotehte liitmise operatsioon ei ole kõigi mikrotehtepaaride puhul võimalik. Sandy Bridge'i mikroarhitektuur kasutab täpselt sama Micro-Fusion operatsiooni (sama mikroopide komplekti jaoks) kui Nehalemi mikroarhitektuur.

Rääkides programmijuhiste toomise protseduurist Nehalemi mikroarhitektuuris, tuleb märkida programmitsükli tuvastamise üksuse (Loop Stream Detector) olemasolu, mis osaleb juhiste toomise protsessis ja võimaldab teil vältida kordusi toimingu sooritamisel. samad toimingud. Loop Stream Detectorit (LSD) kasutatakse ka Intel Core'i mikroarhitektuuris, kuid see erineb Nehalemi LSD-st. Niisiis kasutatakse Intel Core'i arhitektuuris LSD-puhvrit 18 juhise jaoks ja see asub enne dekoodrit. See tähendab, et Intel Core'i arhitektuuris saab jälgida ja tuvastada ainult tsükleid, mis ei sisalda rohkem kui 18 käsku. Kui programmitsükkel tuvastatakse, jätavad tsükli juhised programmi toomise ja haru ennustamise faasid vahele (Branch Prediction), samas kui käsud ise genereeritakse ja suunatakse dekoodrisse LSD puhvrist. Ühest küljest võimaldab see vähendada protsessori tuuma energiatarbimist ja teisest küljest mööda minna juhiste toomise faasist. Kui tsüklis on rohkem kui 18 juhist, siis iga kord läbivad juhised kõik standardsed sammud.

Nehalemi mikroarhitektuuris ei asu tsükli tuvastamise plokk mitte enne, vaid dekoodri taga ja on mõeldud 28 juba dekodeeritud käsu jaoks. Kuna LSD salvestab juba dekodeeritud käsud, jätavad need vahele mitte ainult haru ennustamise ja toomise faasi, nagu varem, vaid ka dekodeerimise faasi (tegelikult lülitatakse protsessori eelprotsessor programmitsükli täitmise ajal välja). Seega läbivad Nehalemis tsüklis olevad juhised torujuhtme kiiremini ja sagedamini ning energiatarve on väiksem kui Intel Core arhitektuuris (joonis 4).

Riis. 4. LSD puhver Intel Core'i ja Nehalemi mikroarhitektuurides

Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris läksid arendajad veelgi kaugemale: koos 28 mikrooperatsiooni jaoks mõeldud LSD puhvriga kasutasid nad Decoded Uop Cache - joon. 5. Kõik dekodeeritud mikrooperatsioonid saadetakse vahemällu. Dekodeeritud mikrooperatsiooni vahemälu on mõeldud umbes 1500 mikrooperatsiooni jaoks (ilmselt räägime keskmise pikkusega mikrooperatsioonidest), mis võrdub umbes 6-kilobaidisega x86-juhiste vahemälu.

Riis. 5. Sandy Bridge'i mikroarhitektuuri dekodeeritud mikrooperatsioonide vahemälu

Dekodeeritud mikrooperatsioonide vahemälu kontseptsioon seisneb selles, et talletada mikrooperatsioonide jadasid. Mikrooperatsiooni vahemälu ei tööta ühe käsu tasemel, vaid 32-baidise mikrooperatsiooni ploki tasemel. Kogu vahemälu on jagatud 32 komplektiks, igaüks 8 rida. Igal real on kuni 6 mikrooperatsiooni. 32-baidisesse plokki saab vastendada kuni 3 rida (18 mikrooperatsiooni). Sildistamine toimub juhiste osuti (IP) juures. Prognoositava käsukursori kontroll käib paralleelselt nii käsu vahemälus kui ka mikrooperatsiooni vahemälus ning tabamuse korral püütakse 32-baidise ploki moodustavad read mikrooperatsiooni vahemälust kinni ja paigutatakse järjekorda. Sel juhul ei ole vaja uuesti proovi võtta ja dekodeerida.

Dekodeeritud mikrooperatsiooni vahemälu kasutamise efektiivsus sõltub suuresti Branch Prediction Unit (BPU) efektiivsusest. Tuletame meelde, et haru ennustusseadet kasutatakse kõigis kaasaegsetes protsessorites ja Sandy Bridge'i protsessorites on see Nehalemi mikroarhitektuuri BPU-ga võrreldes oluliselt täiustatud (joonis 6).

Riis. 6. Branch Prediction Un Sandy Bridge mikroarhitektuuris

Et mõista, miks haru ennustamise plokk on protsessoris nii oluline ja kuidas see mõjutab jõudlust, pidage meeles, et praktiliselt igal rohkem või vähem keerulisel programmil on tingimuslikud harujuhised. Sellise tingimusliku haru käsk tähendab järgmist: kui teatud tingimus on tõene, siis peate minema programmi täitmisele, alustades ühest aadressist ja kui mitte, siis teisest. Protsessori seisukohalt on tingimuslik harukäsk omamoodi komistuskiviks. Tõepoolest, kuni pole selgunud, kas üleminekutingimus on tõene või mitte, ei tea protsessor, millist programmikoodi osa järgmisena käivitada, ja seetõttu on ta sunnitud jõudeolekusse jääma. Selle vältimiseks kasutatakse haru ennustamise plokki, mis üritab juba enne selle täitmist ära arvata, millisele programmikoodi osale viitab tingimuslik hüppekäsk. Haru ennustuse põhjal tuuakse vastavad 86-juhised L1 vahemälust või dekodeeritud µop vahemälust.

Kui tingimusliku hüppekäsu kohtate esimest korda, rakendatakse nn staatilist ennustust. Sisuliselt arvab BPU lihtsalt ära, milline tarkvaraharu järgmisena käivitatakse. Veelgi enam, staatiline ennustamine põhineb eeldusel, et enamik tagurlikke harusid esineb korduvates ahelates, kui hargnemiskäsku kasutatakse selleks, et teha kindlaks, kas tsükkel peaks jätkuma või väljuma. Enamasti tsükkel jätkub, nii et protsessor käivitab tsükli koodi uuesti. Sel põhjusel eeldab staatiline ennustus, et kõik tagurpidi harud täidetakse alati.

Kuna erinevate tingimusharude tulemuste statistika akumuleerub (tingimuslike harude eelajalugu), siis aktiveerub dünaamiline harude ennustamise algoritm, mis põhineb justnimelt varem tehtud tingimuslike harude tulemuste statistika analüüsil. Dünaamilised haruennustusalgoritmid kasutavad haru ajaloo tabelit (BHT) ja juhiste aadresside salvestustabelit (Branch Target Buffer, BTB). Need tabelid sisaldavad teavet juba teostatud harude tulemuste kohta. BHT sisaldab kõiki viimaste tsüklite tingimuslikke harusid. Lisaks salvestatakse siia bitid, mis näitavad sama haru uuesti valimise tõenäosust. Bitid on järjestatud eelnevate üleminekute statistika põhjal. Tavalises bimodaalses (2-bitises) skeemis on neli tõenäosust: haru võetakse sageli (tugevalt võetud), haru võetakse (võetakse), haru ei võeta (ei võeta) ja haru sageli ei võeta. võetud (tugevalt mitte võetud).

Selleks, et teha otsus haru spekulatiivseks täitmiseks, peab seade teadma koodi täpset asukohta L1 vahemälus piki haru suunda – nimetagem seda haru sihtmärgiks. Juba valminud filiaalide sihtmärke hoitakse BTB-s. Kui haru käivitatakse, võtab BPU lihtsalt tabelist haru sihtmärgi ja käsib eelprotsessoril alustada sellel aadressil juhiste toomist.

On selge, et haru ennustamise usaldusväärsus sõltub BHT ja BTB tabelite suurusest. Mida rohkem nendes tabelites on kirjeid, seda suurem on ennustuse usaldusväärsus.

Tuleb märkida, et õige haru ennustamise tõenäosus tänapäevaste protsessorite puhul on väga suur (umbes 97-99%) ja tegelikult käib võitlus juba protsendi murdosa pärast.

Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris on mitmeid BPU täiustusi. Esiteks, selle asemel, et kasutada BHT tabeli ülemineku iga haru jaoks erinevat tõenäosust, rakendatakse sama tõenäosust samaaegselt mitme haru jaoks. Selle tulemusena on võimalik optimeerida BHT tabelit, mis mõjutab ülemineku prognoosimise usaldusväärsuse suurenemist.

Teine BPU parendus Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris on BTB tabeli optimeerimine. Kui varem kasutati VTB-s kõigi haru sihtmärkide seadmiseks fikseeritud arvu bitte, mis tõi kaasa põhjendamatu ruumiraiskamise, siis nüüd sõltub haru aadressi määramiseks kasutatud bittide arv aadressist endast. Tegelikult võimaldab see salvestada tabelisse rohkem aadresse ja seeläbi suurendada ennustuse usaldusväärsust.

Täpsemad andmed BHT ja BTB tabelite suuruste kohta veel puuduvad.

Niisiis, me rääkisime Sandy Bridge'i mikroarhitektuuri eelprotsessori muudatustest (dekodeeritud mikrooperatsioonide vahemälu ja värskendatud haru ennustusplokk). Lähme edasi.

Pärast x86 juhiste dekodeerimise protsessi algab nende täitmise etapp. Esialgu toimub ümbernimetamine ja täiendavate protsessoriregistrite eraldamine (Allocate / Rename / Retirement block), mida käsukomplekti arhitektuur ei määratle.

Registrite ümbernimetamine võimaldab saavutada käskude ebakorrapärase täitmise. Registrite ümbernimetamise idee on järgmine. x86 arhitektuuris on üldotstarbeliste registrite arv suhteliselt väike: 32-bitises režiimis on saadaval kaheksa ja 64-bitises režiimis 16 registrit. Kujutage ette, et täidetav käsk ootab, kuni operandide väärtused laaditakse mälust registrisse. See on pikk tehing ja seda registrit on hea kasutada mõne muu käsu jaoks, mille operandid on lähemal (näiteks esimese taseme vahemälus). Selleks nimetatakse "ootel" register ajutiselt ümber ja jälgitakse ümbernimetamise ajalugu. Ja registrile "töövalmis" määratakse standardnimi, et täita kohe operandidega antud käsku. Kui andmed mälust saabuvad, pääsetakse juurde ümbernimetamise ajaloole ja algsele registrile tagastatakse selle seaduslik nimi. Teisisõnu, registri ümbernimetamise tehnika vähendab seisakuid ja ümbernimetamise ajalugu kasutatakse konfliktide kõrvaldamiseks.

Järgmises etapis (reorder buffer - ReOrder Buffer, ROB) järjestatakse mikrooperatsioonid korrast ära (Out-of-Order), et hiljem saaks neid täitmisüksustel tõhusamalt realiseerida. Pange tähele, et ReOrder Buffer ja Retirement Unit on kombineeritud ühte protsessoriplokki, kuid algselt järjestatakse käsud ümber ja pensioniüksus pannakse tööle hiljem, kui on vaja väljastada täidetavaid käske programmi määratud järjekorras. .

Nehalemi mikroarhitektuuris suurendati ümbertellimispuhvri suurust võrreldes Intel Core'i mikroarhitektuuri ümbertellimuspuhvri suurusega. Seega, kui Intel Core'is oli see mõeldud 98 mikrooperatsiooni jaoks, siis Nehalemi saate paigutada juba 128 mikrooperatsiooni.

Järgmisena jaotatakse mikrooperatsioonid täitmisüksuste vahel. Protsessoriplokis moodustab Reservation Station mikrooperatsioonide järjekorrad, mille tulemusena satuvad mikrooperatsioonid ühte funktsionaalsete seadmete porti (dispetšpordid). Seda protsessi nimetatakse väljasaatmiseks (Dispatch) ja pordid ise toimivad funktsionaalsete seadmete lüüsina.

Pärast seda, kui mikrooperatsioonid on saatmispordid läbinud, saadetakse need edasiseks täitmiseks vastavatesse funktsionaalplokkidesse.

Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris on oluliselt muudetud klastrit Eralda/Ümbernimeta/Praegu (Out-of-Order Cluster). Intel Core'i ja Nehalemi mikroarhitektuuride puhul on igal mikrooperatsioonil vajaliku operandi või operandide koopia. Tegelikult tähendab see, et korrastamata täitmisklastri plokid peavad olema piisavalt suured, kuna need peavad sisaldama mikrooperatsioone koos vajalike operandidega. Nehalemi arhitektuuris võiksid operandid olla 128-bitised, kuid AVX laienduse kasutuselevõtuga saab operandi suurus olla 256 bitti, mis eeldab kõigi korrast ära klastriplokkide suuruse kahekordistamist.

Selle asemel kasutab Sandy Bridge'i mikroarhitektuur aga füüsilist registrifaili (Physical Register File, PRF), mis salvestab mikrooperatsioonide operandid (joonis 7). See võimaldab mikrooperatsioonidel endil salvestada ainult viiteid operandidele, kuid mitte operande endid. Ühest küljest võimaldab see lähenemine vähendada protsessori energiatarbimist, kuna mikrooperatsioonide liikumine piki konveieri koos nende operandidega nõuab märkimisväärset energiatarbimist. Teisest küljest aitab füüsilise registrifaili kasutamine säästa kiibil olevat ruumi ja kasutada vabanevat ruumi mittekorras klastri puhvrite (laadimispuhvrite, salvestamise puhvrite, ümberkorraldamise puhvrite) suuruse suurendamiseks – vaata tabelit. Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris on täisarvuliste operandide (PRF Integer) füüsiline registrifail mõeldud 160 kirje jaoks ja ujukomaoperandide (PRF Float Point) jaoks - 144 kirje jaoks.

Riis. 7. Füüsiliste registrifailide kasutamine Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris

Sandy Bridge’i arhitektuuris on olulise töötluse läbinud ka protsessorituuma täitmisüksused. Tegelikult on funktsionaalseid seadmeid nagu varem kuus (kolm andmetöötlust ja kolm mäluga töötamiseks mõeldud porti), kuid nende otstarve ja ka täitmisüksuste endi otstarve on muutunud (joonis 8). Tuletame meelde, et Nehalemi mikroarhitektuuril põhinev protsessor on võimeline sooritama kuni kuus toimingut tsükli kohta. Sel juhul on võimalik teha korraga kolm arvutusoperatsiooni ja kolm mäluoperatsiooni.

Riis. 8. Täitmisüksused Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris

Sandy Bridge'i arhitektuuris võimaldavad kolm täitmisüksust kaheksa FP (Float Point) andmeoperatsiooni või kahte toimingut 256-bitiste AVX-andmetega kella kohta.

Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris pole muutunud mitte ainult kolm täitmisüksust, vaid ka mäluoperatsioonide funktsionaalsed plokid. Tuletage meelde, et Nehalemi mikroarhitektuuris oli mäluga töötamiseks kolm porti: laadimine (andmete laadimine), poe aadress (aadressi salvestamine), andmete salvestamine (andmete salvestamine) - joon. 9.

Riis. 9. Täitmisüksused mäluga töötamiseks Nehalemi mikroarhitektuuris

Sandy Bridge'i mikroarhitektuur kasutab ka kolme porti mäluga töötamiseks, kuid kaks porti on muutunud universaalseks ja võimaldavad mitte ainult andmete laadimist (Load), vaid ka aadressi salvestada (Store address). Kolmas port ei ole muutunud ja on mõeldud andmete salvestamiseks (Store data) - joon. 10.

Riis. 10. Täitmisüksused mäluga töötamiseks Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris

Sellest lähtuvalt on suurenenud interaktsiooni läbilaskevõime L1 andmevahemäluga. Kui Nehalemi mikroarhitektuuris sai L1 andmevahemälu ja mäluga töötamiseks täitmisüksuste vahel iga tsükli kohta edastada 32 baiti andmeid, siis Sandy Bridge mikroarhitektuuris - juba 48 baiti (kaks lugemistaotlust 16 baiti (128 bitti). ) ja üks kirjutamistaotlus kuni 16 baiti andmeid).

Kokkuvõtteks võib öelda, et Sandy Bridge'i mikroarhitektuuril põhinev protsessori tuuma kirjeldus viib kõik kokku. Joonisel fig. 11 on kujutatud Sandy Bridge'i mikroarhitektuuril põhineva protsessori tuuma plokkskeem. Kollane tähistab Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris muutunud või uusi plokke ja sinine tähistab plokke, mis on olemas nii Nehalemi kui ka Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris.

Riis. 11. Sandy Bridge mikroarhitektuuri ja Nehalemi mikroarhitektuuri erinevused
(tavalised plokid on tähistatud sinisega, muudetud või uued plokid
Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris - kollane)

Ringbuss Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris

Nehalemi mikroarhitektuuris viidi iga L2 vahemälu ja kõigi tuumade vahel jagatud L3 vahemälu interaktsioon läbi sisemise spetsiaalse protsessori siini kaudu, millel oli umbes tuhat kontakti, ning interaktsioon üksikute protsessoriüksuste (mälukontroller, graafikakontroller jne) vahel. ) viidi läbi QPI siini kaudu. Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris on QPI siin, samuti L2- ja L3-vahemälu interaktsioonisiin asendatud uue ringbussiga (Ring Bus) - joon. 12. See võimaldab teil korraldada interaktsiooni iga protsessori tuuma L2 vahemälu ja L3 vahemälu vahel ning annab juurdepääsu ka graafikatuumale (GPU) ja video kodeerimisüksusele (video ümberkodeerimise mootor) L3 vahemällu. Lisaks võimaldab sama ringbuss juurdepääsu mälukontrollerile. Möödaminnes märgime, et nüüd nimetab Intel L3 vahemälu viimase taseme vahemälluks (Last Level Cache, LLC) ja L2 vahemälu vahemäluks (Middle Level Cache, MLC).

Riis. 12. Ringbuss Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris

Rõngasiin ühendab neli eraldi siini: 256-bitine (32-baidine) andmering, päringurõngas, kinnitusrõngas ja snoopi ring.

Rõngasiini kasutamine võimaldas vähendada L3 vahemälu latentsust. Seega on eelmise põlvkonna protsessorites (Westmere) L3 vahemälu juurdepääsu latentsusaeg 36 tsüklit ja Sandy Bridge protsessorites 26–31 tsüklit. Lisaks töötab L3 vahemälu nüüd tuumkellaga (Westmere protsessorites L3 vahemälu kell ei ühtinud tuumkellaga).

Kogu L3 vahemälu on jagatud eraldi osadeks, millest igaüks on seotud eraldi protsessori tuumaga. Samal ajal on igale tuumale saadaval kogu L3 vahemälu. Iga L3 vahemälu eraldamine on varustatud ringbussi juurdepääsuagendiga. Sarnased juurdepääsuagendid on saadaval iga protsessorituuma L2 vahemälu, graafikatuuma ja mälukontrolleriga andmevahetust teostava süsteemiagendi jaoks.

Kokkuvõtteks märgime, et Sandy Bridge'i mikroarhitektuuri L3 vahemälu jäi L2 vahemälu suhtes täielikult kaasavaks (kaasa arvatud) (nagu Nehalemi mikroarhitektuuris).

Sandy Bridge'i mikroarhitektuuri graafika tuum

Üks peamisi uuendusi Sandy Bridge'i mikroarhitektuuris on uus graafikatuum. Nagu juba märkisime, asub see erinevalt Clarkdale/Arrandale protsessorite graafikasüdamikust protsessori töötlussüdamikega samal kiibil ja lisaks on sellel ringsiini kaudu juurdepääs L3 vahemällule. Veelgi enam, ootuspäraselt on uue graafikatuuma jõudlus umbes kaks korda suurem kui Clarkdale'i / Arrandale'i protsessorite graafikatuuma jõudlus. Muidugi ei saa Sandy Bridge'i protsessorite graafikatuum võrrelda diskreetse graafika jõudlusega (muide, DirectX 11 toetust uuele tuumale pole isegi teatatud), kuid ausalt öeldes märgime, et see tuum ei ole paigutatud mängulahendus.

Uus graafikatuum võib sisaldada (olenevalt protsessori mudelist) 6 või 12 täitmisüksust (Execution Unit, EU), mida aga ei saa võrrelda NVIDIA või AMD graafikaprotsessorites olevate unified shader-protsessoritega, kus neid on mitusada. (joonis 13). See graafikatuum ei keskendu peamiselt 3D-mängudele, vaid riistvaralisele dekodeerimisele ja videokodeerimisele (sh HD-video). See tähendab, et graafikatuuma konfiguratsioon sisaldab riistvaradekoodereid. Neid täiendavad tööriistad eraldusvõime muutmiseks (skaleerimine), müra vähendamiseks (müra summutamise filtreerimine), ridade põimimise tuvastamiseks ja eemaldamiseks (deinterlace / filmirežiimi tuvastamine) ja filtrid detailide parandamiseks. Taasesituse piltide täiustamiseks mõeldud järeltöötlus hõlmab STE-d (nahatooni parandamine), ACE-d (adaptiivne kontrasti suurendamine) ja TCC-d (täielik värvihaldus).

Riis. 13. Sandy Bridge'i mikroarhitektuuri graafilise tuuma plokkskeem

Mitmeformaadiline riistvarakoodek toetab MPEG-2, VC1 ja AVC vorminguid, sooritades kõik dekodeerimise etapid spetsiaalse riistvara abil, samas kui praeguse põlvkonna integreeritud graafikaprotsessorites täidavad seda funktsiooni universaalsed EL täitmisüksused.

Uus Inteli Turbo Boost režiim

Sandy Bridge'i protsessorite üks märkimisväärseid omadusi on uue Turbo Boost režiimi tugi. Tuletame meelde, et Turbo Boost tehnoloogia tähendus on dünaamiline kiirendamine teatud tingimustel protsessori tuumade taktsagedustel.

Turbo Boost tehnoloogia juurutamiseks on protsessoril spetsiaalne PCU (Power Control Unit) funktsionaalüksus, mis jälgib protsessori tuumade koormustaset, protsessori temperatuuri ning vastutab ka iga tuuma toiteallika ja selle taktsageduse reguleerimise eest. PCU lahutamatuks osaks on nn Power Gate (sulgur), mida kasutatakse iga protsessori tuuma eraldi ülekandmiseks C6 energiatarbimise režiimile (tegelikult ühendab Power Gate protsessori tuumad lahti või ühendab VCC toiteliiniga ).

Clarkdale'i ja Arrandale'i protsessorites rakendatakse Turbo Boost režiimi järgmiselt. Kui mõni protsessori südamik osutub tühjaks, ühendatakse need lihtsalt Power Gate ploki abil vooluvõrgust lahti (nende energiatarve on sel juhul null). Sellest lähtuvalt saab ülejäänud koormatud tuumade taktsagedust ja toitepinget dünaamiliselt suurendada mitme sammu võrra (igaüks 133 MHz), kuid nii, et protsessori energiatarve ei ületaks selle TDP-d. See tähendab, et mitme tuuma väljalülitamisega tegelikult säästetud voolutarbimist kasutatakse ülejäänud tuumade ülekiirendamiseks, kuid nii, et kiirendamise tulemusena tekkiv voolutarbimise kasv ei ületa säästetud voolutarbimist. Lisaks rakendatakse Turbo Boost režiimi ka siis, kui kõik protsessori tuumad on algselt laaditud, kuid selle energiatarve ei ületa TDP väärtust.

Mobiilsetes Arrandale'i protsessorites koos integreeritud graafikatuumaga laieneb Turbo Boost tehnoloogia mitte ainult protsessori tuumadele, vaid ka graafika tuumale. See tähendab, et olenevalt praegusest temperatuurist ja energiatarbimisest ei kiirendata mitte ainult protsessori südamikke, vaid ka graafikatuuma. Näiteks kui mõnes rakenduses langeb põhikoormus graafikaprotsessorile ja protsessori tuumad jäävad alakoormatuks, siis salvestatud TDP-d kasutatakse graafikatuuma kiirendamiseks, kuid nii, et graafikatuuma TDP limiiti ei ületataks.

Kuna Sandy Bridge'i protsessorites (nii lauaarvutites kui ka mobiilides) on graafikatuum tegelikult sama protsessorituum, mis arvutustuumadel, laieneb Turbo Boost tehnoloogia nii arvutus- kui ka graafikatuumadele. Lisaks (ja see on peamine uuendus) annab Turbo Boost režiimi uus versioon võimaluse ületada protsessori TDP-d tuumade lühiajalise kiirendamise korral.

Fakt on see, et kui TDP on ületatud, ei kuumene protsessor üle kohe, vaid teatud aja möödudes. Arvestades, et paljudes rakendustes on protsessori koormus 100% spasmiliselt ja ainult väga lühikest aega, siis nendel perioodidel on täiesti võimalik protsessori takti kiirendada nii, et TDP limiit ületatakse.

Sandy Bridge'i protsessoritel Turbo Boost režiimis on võime ületada TDP-d kuni 25 sekundiks (joonis 14).

Järeldus

Teeme kokkuvõtte Sandy Bridge'i mikroarhitektuuri ülevaatest. See uus mikroarhitektuur on Nehalemi mikroarhitektuuri oluline muudatus. Uuenduste hulgas on dekodeeritud mikrooperatsioonide vahemälu kasutamine, ümberkujundatud harude ennustamise plokk, füüsilise registrifaili kasutamine, suuremat mahtu mittekorras klastri puhvrid, täiustatud protsessori täitmisüksused ja plokid töötamiseks. mälu. Lisaks kasutavad Sandy Bridge'i protsessorid ringbussi, et pääseda ligi L3 vahemällu ja mälusse protsessori tuumadele. Samuti said Sandy Bridge'i protsessorid uue, tõhusama graafikatuuma, millel on juurdepääs L3 vahemälule.

Lisaks on Sandy Bridge protsessoritel uus Turbo Boost režiim, mis võimaldab protsessorist maksimaalse jõudluse välja pigistada.

Tähtaeg võrgu topoloogia viitab sellele, kuidas arvutid on võrku ühendatud. Võite kuulda ka teisi nimesid - võrgu struktuur või võrgu konfiguratsioon (See on sama). Lisaks sisaldab topoloogia mõiste palju reegleid, mis määravad arvutite paigutuse, kaabli paigaldamise meetodid, ühendusseadmete paigutamise meetodid ja palju muud. Tänaseks on moodustatud ja lahendatud mitu põhitopoloogiat. Nendest võib märkida rehv”, “ring"Ja" täht”.

Siini topoloogia

Topoloogia rehv (või nagu seda sageli nimetatakse ühine buss või maanteel ) eeldab ühe kaabli kasutamist, millega on ühendatud kõik tööjaamad. Ühist kaablit kasutavad kordamööda kõik jaamad. Kõik üksikute tööjaamade saadetud sõnumid võtavad vastu ja kuulavad ära kõik teised võrku ühendatud arvutid. Sellest voost valib iga tööjaam ainult talle adresseeritud sõnumid.

Siini topoloogia eelised:

• seadistamise lihtsus;
• paigaldamise suhteline lihtsus ja madal hind, kui kõik tööjaamad asuvad läheduses;
• ühe või mitme tööjaama rike ei mõjuta kogu võrgu tööd.

Siini topoloogia puudused:

• siini rikked kõikjal (kaabli katkemine, võrgupistiku rike) viivad võrgu töövõimetuseni;
• raskused tõrkeotsingul;
• madal jõudlus - igal ajahetkel saab andmeid võrku edastada ainult üks arvuti, tööjaamade arvu suurenemisega ja võrgu jõudluse langusega;
• halb mastaapsus - uute tööjaamade lisamiseks on vaja olemasoleva bussi sektsioone välja vahetada.

Kohalikud võrgud ehitati üles vastavalt "bussi" topoloogiale koaksiaalkaabel. Sel juhul toimisid T-pistikutega ühendatud koaksiaalkaabli segmendid siinina. Buss viidi läbi kõik ruumid ja läheneti igale arvutile. T-pistiku külgmine väljund sisestati võrgukaardi pesasse. See nägi välja järgmine: Nüüd on sellised võrgud lootusetult vananenud ja kõikjal asendatud keerdpaar-tähega, kuid koaksiaalkaabli seadmeid võib mõnes ettevõttes siiski näha.

Topoloogia "rõngas"

Sõrmus - See on kohaliku võrgu topoloogia, milles tööjaamad on üksteisega järjestikku ühendatud, moodustades suletud ringi. Andmed edastatakse ühest tööjaamast teise ühes suunas (ringi). Iga arvuti toimib repiiterina, edastades teateid järgmisele arvutile, st. andmed edastatakse ühest arvutist teise justkui relee teel. Kui arvuti võtab vastu teisele arvutile mõeldud andmeid, edastab ta need mööda ringi edasi, vastasel juhul neid edasi ei edastata.

Rõnga topoloogia eelised:

• paigaldamise lihtsus;
• lisavarustuse peaaegu täielik puudumine;
• stabiilse töö võimalus ilma andmeedastuskiiruse olulise languseta võrgu intensiivse laadimise ajal.

Kuid "rõngal" on ka olulisi puudusi:

• iga tööjaam peab aktiivselt osalema teabe edastamises; vähemalt ühe neist rikke või kaabli katkemise korral peatub kogu võrgu töö;
• uue tööjaama ühendamine nõuab lühiajalist võrgu väljalülitamist, kuna uue arvuti installimise ajal peab rõngas olema avatud;
• konfigureerimise ja kohandamise keerukus;
• raskused tõrkeotsingul.

Rõngavõrgu topoloogiat kasutatakse harva. See on leidnud oma peamise rakenduse kiudoptilised võrgud token ring standard.

Tähe topoloogia

Täht - See on kohaliku võrgu topoloogia, kus iga tööjaam on ühendatud keskseadmega (lüliti või ruuter). Keskseade juhib pakettide liikumist võrgus. Iga arvuti on lülitiga ühendatud eraldi kaabli abil võrgukaardi kaudu. Vajadusel saate kombineerida mitu tähttopoloogiaga võrku - selle tulemusena saate võrgukonfiguratsiooni puutaoline topoloogia. Puu topoloogia on suurettevõtetes tavaline. Selles artiklis me seda üksikasjalikult ei käsitle.

Topoloogia "täht" on tänapäeval muutunud kohalike võrkude ehitamisel peamiseks. See juhtus selle paljude eeliste tõttu:

• ühe tööjaama rike või selle kaabli kahjustus ei mõjuta kogu võrgu kui terviku tööd;
• suurepärane mastaapsus: uue tööjaama ühendamiseks piisab lülitist eraldi kaabli paigaldamisest;
• lihtne tõrkeotsing ja võrgukatkestused;
• suur jõudlus;
• seadistamise ja haldamise lihtsus;
• lisavarustus on hõlpsasti võrku integreeritav.

Kuid nagu iga topoloogia, pole ka tähel puudused:

• kesklüliti rike toob kaasa kogu võrgu töövõimetuse;
• lisakulud võrguseadmetele - seade, millega ühendatakse kõik võrguarvutid (lüliti);
• tööjaamade arv on piiratud kesklüliti portide arvuga.

Täht - kõige levinum juhtmega ja traadita võrkude topoloogia. Tähetopoloogia näide on keerdpaarkaabelvõrk, mille keskseadmeks on lüliti. Neid võrgustikke leidub enamikus organisatsioonides.

Fikseeritud rehvid

Rõngas rehv. See koosneb joodetud rõngastest, mis katavad hambaid vestibulaarsest küljest riba kujul ja paikneb krooni oklusaalses osas lõikeservale lähemal (joon. 26). Keelepoolel rõngas laieneb ja katab hambatuberkli. Rõngad valmistatakse tavaliselt sepistatud kroonidest, kuid sellise rehvi variandiks võib olla ka ühes tükis konstruktsioon. Hammaste ettevalmistamisel poleeritakse hammastevahelised kontaktpunktid stantsitud krooni paksuseks kuni rõnga alumise servani. Selleks märgitakse esmalt keemilise pliiatsiga diagnostilisele mudelile rõngaste piirid, mis on edaspidi hammaste ettevalmistamise juhiseks. Üksteise vastas olevate kontaktpindade eraldamine toimub kahe rõnga paksuse ulatuses. Lõikeserv jäetakse lahti ja see asjaolu nõuab selle lahase kasutamise näidustuste määramisel erilist hoolt. Lõikeserva poolelt suletud hammaste väljendunud vertikaalne liikuvus võib põhjustada tsemendi resorptsiooni ja lahase fikseerimise katkemist. Lisaks on alumiste eesmiste lõikehammaste väljendunud anatoomilise kujuga vaja lihvida üsna märkimisväärset kõvade kudede kihti kontaktpindadest kuni rõnga alumise servani, mis muudab tembeldatud rõnga kontaktpindade taastamise keeruliseks. tühi ja vähendab rõnga täpsust hamba pinnale. See võib olla ka fikseeriva tsemendi resorptsiooni ja kaariese tekke põhjuseks.

Bussi tehnoloogia on järgmine. Esimesel visiidil tuleks pärast põhjalikku uurimist ja splintmisplaani koostamist võtta jäljendid alginaatmassiga diagnostiliste kipsimudelite valmistamiseks. Rööpmeetris määratakse piirijoone topograafia, liigendis fikseeritakse mudelid ja rakendatakse ringrehvi muster. Samal mudelil tehakse splinthammaste fantoompreparaadid. Järgmisel visiidil valmistatakse hambad ette anesteesia all, järgides rangelt fantoompreparaadi piire. Sõrmuste valmistamiseks võetakse jäljend taas alginaatmassi abil. Topeltjälje võtmine parodondihaigusega patsientidel võib olla keeruline üksikute hammaste liikuvuse ja nende eemaldamise ohu tõttu. Saadud muljete põhjal valatakse kipsist töötavad mudelid, millest valmistatakse tulevaste rõngaste jaoks stantsitud toorikud. Saadud stantsitud kroonidest valmistatakse sõrmuseid, mida kontrollitakse patsiendi suuõõnes ja kui need vastavad nõuetele, võetakse nendega jäljend, et kanda sõrmused kipsmudelile. Enne jäljendi võtmist puhastatakse üksteise vastas olevate rõngaste kontaktpinnad katlakivist rõngaste järgnevaks jootmiseks kipsmudelil ilma nende eelneva eemaldamiseta, mis tagab nende suhtelise asendi täpsuse rehvi valmistamisel. Valmis rehv pärast rõngaste jootmist pleegitatakse, poleeritakse ja kinnitatakse patsiendi suhu spetsiaalsete tsementidega.

Rõngaslaha puudused on järgmised: 1 - looduslike hammaste esteetika rikkumine, millest osa on kaetud metallrõngaga; 2 - joodise olemasolu põhjustab sageli selle oksüdeerumist ja värvimuutust tumenemise kujul, eriti sageli täheldatakse seda maomahla suurenenud happesusega patsientidel; 3 - vertikaalse koormuse korral splinting-efekt puudub; 4 - rehv nõuab suukaudse vedeliku mõjule väga vastupidavate tsementide kasutamist (kui see tingimus ei ole täidetud, on hammaste lagunemise oht ja rehvi fikseerimise rikkumine).

Riis. 26. Rõngasrehv: a - vaade labiaalküljelt; b - vaade keeleküljelt; c - sõrmuse üldvaade; d - hammaste ettevalmistamise skeem: punktiirjoon tähistab rõnga serva; vasakul on näha kõvade kudede liigset eemaldamist kontaktpinnalt; paremal - õige ettevalmistus, kui rõnga alumise piiri kohal väljaulatuvad kõvad koed eemaldatakse täpselt näidatud punktiirjooneni; e, f - ettevalmistusveerised (eest ja pealtvaade)

Poolrõngas rehv. Struktuurselt on rehv ehitatud samal põhimõttel nagu rõngas. Kuid lahase esteetiliste omaduste parandamiseks eemaldatakse häbemepoolse rõnga keskosa ja seeläbi vabastatakse hamba vestibulaarpind selle keskosas metallist (joon. 27). Seega jäävad häbemepinnale lühikesed õlad paelklambrite kujul, kattes hambad täielikult keelepoolselt ja osaliselt vestibulaarselt küljelt. Parim lahastav efekt saavutatakse, kui lahasse on kaasatud täielikud toetavad kroonid, mis katavad äärmised hambad – kihvad. Tehnoloogilisest aspektist on rehv kõige otstarbekam ühes tükis valatud konstruktsiooni valmistamisel, kuna stantsitud poolrõngastel puudub lahastamiseks vajalik jäikus. Lisaks on praeguseks saanud võimalikuks valatud poolrõngad katta dekoratiivmaterjali - keraamikaga, mis muudab rehvi esteetilises mõttes väga soodsaks.

Riis. 27. Poolringikujuline selg: a - vaade vestibulaarsest küljest; b - vaade keeleküljelt

Kork rehv. Jootekorkide süsteem, mis katab lõikeserva, hamba kontaktpindu ja hambatuberkuliini ulatuval keelepinnal, on tähistatud korgilahasena (joonis 28). Lõikeserv ja kontaktpinnad on ette valmistatud vastavalt korgi paksusele. Labiaalsel küljel võib korgi serv asuda hamba kõvade kudede peal või lõppeda spetsiaalselt moodustatud serval. Eelistatav on teine ​​variant, kuna korgi serv osutub asetsevat sellega külgnevate kõvade kudedega samal tasemel, st samal tasemel. Esimeses variandis tunnevad patsiendid sageli korgi serva, see võib vigastada ümbritsevat suuõõne liikuvat limaskesta ja nõuab volti tekkimist, kui korgi serv läheb hamba kõvadesse kudedesse. Korke saab valmistada kahel viisil: 1) stantsitud kroonidest, 2) massiivselt valatult. Teist varianti peetakse täiuslikumaks, kuna kogu lahasstruktuuri täpsus suureneb, mis tähendab, et selle laastumisefekt suureneb ja lisaks on võimalik valatud konstruktsiooni spoonida keraamikaga. Parema stabiilsuse huvides on lahas kombineeritud täiskroonidega (metall-akrüül või metallkeraamika), kattes kõige stabiilsemad hambad - purihambad või eespurihambad. Tootmisjärjekord on sama, mis rõngakujulise rehvi valmistamisel.

Riis. 28. Korkrehv: a - vaade labiaalküljelt; b - vaade keeleküljelt; c - korgi lahase all eemaldatav kõvade kudede kiht; g - tembeldatud kork; e - valatud korgi ettevalmistamine; c - valatud korgikujundus koos intsisaalse voodriga

Elutähtsatel hammastel kasutatavatel rehvidel on üks peamine eelis – säilib pulbi elujõulisus, mis tähendab, et ei teki tingimusi parodondi kudedes reaktiivsuse muutumiseks. Kuid sageli nõuab pulbi läheduse tõttu, eriti osa hammaste lõike- ja närimispindade kustutamisel, keeruka lahase konstruktsiooni kasutamine, mis nõuab sügavate aukude moodustamist, hammaste eelnevat depulpatsiooni. Loomulikult on väljatõmbunud hammaste olemasolul lahaste valmistamine oluliselt hõlbustatud. Allpool käsitleme täpselt selliseid kujundusi, mida kasutatakse dsvitaliseeritud hammastel.

Mitte-eemaldatavate rehvikonstruktsioonide kasutamisel tuleks rangelt järgida rehvide otsustava serva lähedal asuva serva paigutamise reegleid. Viimast ei tohiks rehv vigastada. Selleks tuleks krooni serv minimaalselt igemesoonesse sukeldada ning võimaliku surve igemele vältimiseks kasutada hammaste ettevalmistamise meetodit, mille serv on peaaegu sellega samal tasemel. Säästlik suhtumine haigesse parodondisse mitteeemaldatavate lahaste kasutamisel mõjutab soodsalt parodondi haiguse kulgu ega ole takistuseks konservatiivsele ja kirurgilisele ravile. Peale selle on jäljendite saamise meetod oluline sihtserva vigastamise vältimise seisukohalt. Peame sel juhul kõige optimaalsemaks jäljendite võtmist lahasstruktuuride valmistamiseks kõige elastsemate alginaatmaterjalidega, mis võimaldavad liikuvate hammaste korral vältida hammaste juhuslikku eemaldamist koos jäljendiga. Erikirjanduses leitud soovitused võtta silikoonjäljendimaterjalide abil kahekihilisi jäljendeid isegi eelneva splinitusega, nagu vaatlused näitavad, ei ole vastuvõetavad, kuna kahekihiliste jäljendite eemaldamine võib olla liikuvate hammaste eemaldamise põhjuseks.

EEMALDATAVAD REHVID

Hammaste lahastamise küsimuses on erinevaid seisukohti. Mõned autorid peavad mitte-eemaldatavate lahaste valdavat kasutamist õigustatuks, teised aga vastupidi eelistavad eemaldatavaid lahasid ja eemaldatavate proteeside lahastruktuure. Lisaks saab eemaldatavate struktuuridega lahast kasutada nii terve hambumuse kui ka osalise hammaste kaotuse korral.

Kui väljavõetud hambad on vaja asendada tehishammastega, saab eemaldatava lahase taastamise teostada kogu konstruktsiooni välja vahetamata.

Eemaldatavad lahased tagavad usaldusväärse stabiliseerimise eelkõige vestibulo-oraalses ja mesio-distaalses suunas. See välistab vajaduse radikaalse hammaste ettevalmistuse järele, loob head tingimused hügieeniliseks hoolduseks ning meditsiiniliseks ja kirurgiliseks raviks nii ettevalmistusperioodil kui ka eemaldatava lahasstruktuuri kasutamise käigus.

Periodontaalsete haiguste ortopeedilises ravis eemaldatavate lahaste abil on soovitatav eristada kahte patsientide rühma:

terve hambumusega; hammaste osaline kaotus.

Eemaldatav Elbrechti lahas. Lahast kasutatakse säilinud hammastega ja see on ehitatud vastavalt mitmelüliliste klambrite tüübile, mis tagavad hammaste immobiliseerimise horisontaaltasapinnas, jättes need kaitsmata närimisel tekkiva vertikaalse koormuse eest. Klambrite, hambumuspatjade ja vestibulaarse küünisega sarnanevate protsesside elemendid võimaldavad saavutada hea splinting efekti.

Riis. 44. Eemaldatav Elbrechti rehv: a - Elbrechti rehv (selgitus tekstis); b - mitmelülilise (pideva) klambri variandid: 1 - pisarakujulise klambri kõrge asend (keelepinna ülaosas); 2 - klambri asukoht keelepinna keskosas; 3 - klambri madal asend (keelepinna igemepooles); 4 - lukk laia riba kujul

Eemaldatav lahas dento-alveolaarsete klambritega vastavalt V.N. Kopeikin. Elbrechti eemaldatavat lahast muutis V.N. Kopeikipym, kes soovitas kasutada Roachi T-kujulisi klambreid, et parandada kinnipidamisomadusi ja saavutada parem esteetiline efekt. Selle kujundusega mitmelülilised klambrid on karvane igemeääre all ja paiknevad kaare kujul eesmiste lõualuude alveolaarsete protsesside kallakul vestibulaarsest ja keelelisest küljest. Nendest iga esihamba juurde väljuvad T-kujulised klambrid, mille õlad asuvad allalõike tsoonides. Splinti võib soovitada stabiilsetele või liikuvatele 0-1 kraadi esihammastele, kui kinnihoidvate T-kujuliste klambrite lahastavad omadused ei avalda haigele parodondile kahjulikku mõju (joonis 45). Selleks on vaja asetada T-kujuliste klambrite õlad selliselt, et need jääksid väljapoole allalõiketsooni. Splinti fikseerivad omadused tagatakse see, kui asetatakse alllõike tsooni need valatud klambrite õlad, mis asuvad stabiilsetel hammastel, millel on kõige vähem mõjutatud parodont. See tiib, nagu kõik muud tahked konstruktsioonid, tuleb valada tulekindlate mudelite abil. Eemaldatavat Elbrechti lahast saab tugevdada kaaredega, mis paiknevad alalõua alveolaarprotsessi nõlva keelepinnal või ülemise suulae võlvkel (joonis a, b). Kui sellist lahasstruktuuri kasutatakse ainult tagumiste hammaste lahastamiseks, saavutatakse ekstrasagitaalne stabiliseerumine (joonis c, d).

Riis. Alumise (a) ja ülemise lõualuu (b) jaoks kaarega tugevdatud eemaldatavad lahased. Splint disain parasagitaalse stabiliseerimise loomiseks: c - mudelil; d - rehvi üldvaade

Riis. M. Valatud suukaitsega eemaldatav teravik esihammastele: a - kipsmudelil; b - eemaldatav rehvikarkass

Riis. 48. Eemaldatav shiiy esihammastele; a - eemaldatav ringrehv; b - eemaldatav teravik küüntetaoliste protsessidega pideva klambri kujul

Üldjuhul eelistatakse mitme hamba puudumise ja raske parodondipatoloogia korral eemaldatavaid proteese. Proteesi disain valitakse rangelt individuaalselt ja see nõuab mitut arsti visiiti.

Eemaldatav disain nõuab hoolikat planeerimist ja konkreetset toimingute jada:

Parodondi diagnoosimine ja uurimine.

Hammaste pinna ettevalmistamine ja jäljendite võtmine tulevase mudeli jaoks

Mudeliõpe ja rehvidisaini planeerimine

Rehvivaha modelleerimine

Vormi vastuvõtmine ja karkassi täpsuse kontrollimine kipsmudelil

Splinti (proteesilahase) kontrollimine suuõõnes

Rehvi viimistlus (poleerimine)

Siin pole loetletud kõiki tööetappe, kuid isegi see loetelu näitab eemaldatava lahase (proteesilaha) valmistamise protseduuri keerukust. Tootmise keerukus seletab mitme patsiendiga töötamise vajaduse ja esimesest kuni viimase arstivisiidini kuluva aja. Kuid kõigi jõupingutuste tulemus on alati sama – anatoomia ja füsioloogia taastamine, mis viib tervise ja sotsiaalse rehabilitatsioonini.