Законодательная база Российской Федерации

УКАЗ Президента РФ от 05.05.2004 N 580 "ОБ УТВЕРЖДЕНИИ СПИСКА ТОВАРОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ, КОТОРЫЕ МОГУТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНЫ ПРИ СОЗДАНИИ ВООРУЖЕНИЙ И ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ И В ОТНОШЕНИИ КОТОРЫХ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ЭКСПОРТНЫЙ КОНТРОЛЬ"

Техническое примечание (по вычислению совокупной теоретической производительности).

Используемые сокращения:

ВЭ - вычислительный элемент (обычно арифметическое логическое устройство);

ПЗ - плавающая запятая;

ФЗ - фиксированная запятая;

t - время решения;

XOR - исключающее ИЛИ;

ЦП - центральный процессор;

ТП - теоретическая производительность (единичного вычислительного элемента);

СТП - совокупная теоретическая производительность (всех вычислительных элементов);

R - эффективная скорость вычислений;

ДС - длина слова (число битов);

L - корректировка длины слова (бита);

АЛУ - арифметическое и логическое устройство;

x - знак умножения.

Время решения "t" выражается в микросекундах, ТП или СТП выражается в миллионах теоретических операций в секунду (Мтопс), ДС выражается в битах.

Основной метод вычисления СТП:

СТП - это мера вычислительной производительности в миллионах теоретических операций в секунду. При вычислении СТП конфигурации ВЭ необходимо выполнить три следующих этапа:

1. Определить R для каждого ВЭ;

2. Произвести L для этой R, что даст в результате ТП для каждого ВЭ;

3. Объединить ТП и получить суммарную СТП для данной конфигурации, если имеется больше одного ВЭ.

Подробное описание этих этапов приведено ниже.

Примечания:

1. Для объединенных в подсистемы вычислительных элементов, имеющих и общую память, и память каждой подсистемы, вычисление СТП производится в два этапа: сначала ВЭ с общей памятью объединяются в группы, затем с использованием предложенного метода вычисляется СТП групп для всех ВЭ, не имеющих общей памяти

2. Вычислительные элементы, скорость действия которых ограничена скоростью работы устройства ввода-вывода данных и периферийных функциональных блоков (например, дисковода, контроллеров системы передачи и дисплея), не объединяются при вычислении СТП

В приведенной ниже таблице демонстрируется метод расчета эффективной скорости вычислений R для каждого вычислительного элемента:

Этап I: Эффективная скорость вычислений (R)

Примечание.

Каждый ВЭ должен оцениваться независимо

Примечание W.

Для конвейерного ВЭ, способного выполнять до одной арифметической или логической операции на каждом такте при полном заполнении конвейера, можно определить конвейерную производительность. R для таких ВЭ равна наибольшей из конвейерной или неконвейерной скоростей вычислений

Примечание X.

Для ВЭ, которые выполняют многократные операции определенного типа за один такт (например, два сложения за такт или две идентичные логические операции за такт), t вычисляется как:

ВЭ, который выполняет разные типы арифметических или логических операций в одном машинном цикле, должен рассматриваться как множество раздельных ВЭ, работающих одновременно (например, ВЭ, выполняющий в одном цикле операции сложения и умножения, должен рассматриваться как два ВЭ, один из которых выполняет сложение за один цикл, а другой - умножение за один цикл). Если в одном ВЭ реализуются как скалярные, так и векторные функции, то используют значение более короткого времени исполнения

Примечание Y.

Если в ВЭ не реализуется сложение ПЗ или умножение ПЗ, а выполняется деление ПЗ, то

R_ПЗ = 1/(время деления ПЗ)

Если в ВЭ реализуется обратная величина ПЗ, но не сложение ПЗ, умножение ПЗ или деление ПЗ, тогда

R_ПЗ = 1/(время обратной величины ПЗ)

Если ни одна из указанных команд не используется, то эффективная ПЗ производительность равна 0

Примечание Z.

Простая логическая операция - это операция, в которой в одной команде выполняется одно логическое действие не более чем над двумя операндами заданной длины. Сложная логическая операция - это операция, в которой в одной команде выполняются многократные логические действия над двумя или более операндами и выдается один или несколько результатов. Скорости вычислений рассчитываются для всех аппаратно поддерживаемых длин операндов, рассматривая обе конвейерные операции (если поддерживаются) и неконвейерные операции, использующие самые короткие операции для каждой длины операнда, с учетом следующего:

1. Конвейерные операции или операции регистр-регистр. Исключаются чрезвычайно короткие операции, генерируемые для операций на заранее определенном операнде или операндах (например, умножение на 0 или 1). Если операций типа регистр-регистр нет, следует руководствоваться пунктом 2;

2. Самая быстрая операция регистр-память или память-регистр. Если и таких нет, следует руководствоваться пунктом 3;

3. Память-память.

В любом случае из вышеперечисленных используйте самые короткие операции, указанные в паспортных данных изготовителем.

Этап II: ТП для каждой поддерживаемой длины операнда ДС

Пересчитайте R (или R') с учетом L:

ТП = R х L,

где L = (1/3 + ДС/96)

Примечание.

ДС, используемая в этих расчетах, это длина операнда в битах. (Если в операции задействованы операнды разной длины, пользуйтесь максимальной ДС).

Комбинация мантиссы АЛУ и экспоненты АЛУ в процессоре с ПЗ или функциональном устройстве считается одним ВЭ с ДС, эквивалентной количеству битов в представлении данных (32 или 64 разряда) при вычислении СТП.

Данный пересчет не применяется к специализированным логическим процессорам, в которых операция XOR не используется. В этом случае ’П = R.

Выбор максимального результирующего значения ТП для:

каждого ВЭ, использующего только ФЗ (R_ФЗ);

каждого ВЭ, использующего только ПЗ (R_ПЗ);

каждого ВЭ, использующего комбинацию ПЗ и ФЗ ВЭ (R);

каждого простого логического процессора, не использующего ни одной из указанных арифметических операций; и

каждого специализированного логического процессора, не использующего ни одной из указанных арифметических или логических операций

Этап III: Расчет СТП для конфигураций ВЭ, включая ЦП

Для ЦП с одним ВЭ

СТП = ТП

(Для ВЭ, выполняющих операции как с ФЗ, так и с ПЗ, ТП = max (ТП_ФЗ, ТП_ПЗ)

Для конфигураций всех ВЭ, работающих одновременно, СТП вычисляется следующим образом:

Примечания:

1. Для конфигураций, которые не допускают одновременно работу всех ВЭ, из возможных конфигураций ВЭ выбирается конфигурация с наибольшей СТП. Значение ТП для каждого ВЭ, дающего вклад, вычисляется как его максимально возможное теоретическое значение до вычисления СТП всей конфигурации

Особое примечание.

Для определения возможной комбинации одновременно работающих ВЭ надо сгенерировать такую последовательность команд, которая производит операции над многими ВЭ, начиная с самого медленного ВЭ (такого, который требует наибольшего числа тактов для выполнения операции) и заканчивая самым быстрым ВЭ. На каждом такте последовательности комбинация ВЭ, которая находится в работе в этом такте, и есть возможная комбинация из вычислительных элементов ВЭ. Последовательность команд должна учитывать все оборудование и (или) архитектурные условия на перекрывающиеся в течение такта операции

2. Отдельная интегральная микросхема или отдельная плата могут содержать множество ВЭ

3. Предполагается, что одновременные операции имеют место, если производитель вычислительной машины утверждает о наличии конкурентных, параллельных или одновременных операциях или вычислениях в руководстве по использованию компьютера или в брошюре о нем

4. Значения СТП не суммируются для конфигураций ВЭ, взаимосвязанных в локальные вычислительные сети, распределенные вычислительные сети, объединенные устройствами разделенного ввода-вывода, контроллерами ввода-вывода и любыми другими взаимосвязанными системами передачи, реализованными программными средствами

5. Значение СТП должно суммироваться для множества ВЭ, специально разработанных для повышения их характеристик за счет объединения ВЭ, работающих одновременно и использующих совместно память, или в случае память-ВЭ комбинаций, работающих одновременно под управлением специально разработанных технических средств.

Это не относится к электронным сборкам, указанным в пункте 4.1.3.3

СТП = ТП_1 + С_2 х ТП_2 + ... + С_n х ТП_n,

где ТП упорядочены по их значению, начиная с наибольшего значения - ТП_1, затем ТП_2 - второй по величине и, наконец, наименьший по значению ТП_n; С_i - коэффициент, определяемый силой взаимосвязей между ВЭ следующим образом:

Для случая множества ВЭ, работающих одновременно и разделяющих память:

С_2 = С_3 = С_4 = ... = С_n = 0,75

Примечания:

1. Когда СТП, вычисленная вышеуказанным методом, не превышает 194 Мтопс, С_i может быть определена дробью, числитель которой равен 0,75, а знаменатель - корню квадратному из m, где m - количество ВЭ или групп ВЭ, разделяющих доступ, при условии:

а) ТП_i каждого ВЭ или группы ВЭ не превышает 30 Мтопс;

б) ВЭ или группа ВЭ разделяют доступ к оперативной памяти (исключая кэш-память) по общему каналу; и

в) только один ВЭ или группа ВЭ может использовать канал в любое данное время

Особое примечание.

Сказанное выше не относится к пунктам, контролируемым по категории 3

2. Считается, что ВЭ разделяют доступ к памяти, если они обращаются к общему блоку твердотельной памяти. Эта память может включать в себя кэш-память, оперативную память или иную внутреннюю память. Внешняя память типа дисководов, ленточных накопителей или дисков с произвольным доступом сюда не входит.

Для случая множества ВЭ или групп ВЭ, не разделяющих общую память, но взаимосвязанных одним или более каналами передачи данных:

С_i = 0,75 х k_i (i = 2, ..., 32) (см. примечание ниже) = 0,60 х k_i (i = 33, ..., 64) = 0,45 х k_i (i = 65, ..., 256) = 0,30 х k_i (i > 256)

Величина С_i основывается на номере ВЭ, но не на номере узла, где k_i = min (S_i /K_r, 1); и

К_r - нормализующий фактор, равный 20 Мбайт/с;

S_i - сумма максимальных скоростей передачи данных (в Мбайт/с) для всех информационных каналов, связывающих i-тый ВЭ или группу ВЭ, имеющих общую память.

Когда вычисляется С_i для группы ВЭ, номер первого ВЭ в группе определяет собственный предел для С_i. Например, в конфигурации групп, состоящих из трех ВЭ каждая, 22 группа будет содержать ВЭ_64, ВЭ_65 и ВЭ_66. Собственный предел для С_i для этих групп составляет 0,60.

Конфигурация ВЭ или групп ВЭ может быть определена от самого быстрого к самому медленному, то есть:

ТП_1 >= ТП_2 >= ........ >= ТП_n, и

в случае, когда ТП_i = ТП_i+1, от самого большого к самому маленькому, то есть:

С_i >= С_i+1

Примечание.

ki-фактор не относится к ВЭ от 2 до 12, если ТП_1 ВЭ или группы ВЭ больше 50 Мтопс, то есть С_i для ВЭ от 2 до 12 равен 0,75