PSE-36 - PSE-36
Ve výpočetní , PSE-36 ( 36-bitové velikosti stránky rozšíření ) se odkazuje na rysu x86 procesorů, které se rozkládá na fyzické paměti adresování schopnosti z 32 bitů na 36 bitů, což umožňuje adresování až 64 GB paměti. Ve srovnání s metodou PAE ( Physical Address Extension ) je PSE-36 jednodušší alternativou k adresování více než 4 GB paměti. Využívá režim rozšíření velikosti stránky (PSE) a upravenou tabulku adresářů stránek k mapování 4 MB stránek do 64 GB fyzického adresního prostoru. Nevýhodou PSE-36 je, že na rozdíl od PAE nemá přesnost 4 GB stránky nad hranici 4 GB.
PSE-36 byl představen do architektury x86 s procesorem Pentium II Xeon a byl původně inzerován jako součást „Intel Extended Server Memory Architecture“ (někdy zkráceně ESMA), značky, která zahrnovala také o něco starší PAE (a tedy Pentium Pro , který podporoval pouze PAE, byl inzerován s tím, že má pouze „podporu podmnožiny“ pro ESMA).
Rozkvět PSE-36 byl relativně krátký. Hlavní výhodou PSE-36 bylo to, že na rozdíl od PAE vyžadovalo malé přepracování vnitřních částí operačního systému, a proto se PSE-36 ukázal jako vhodné opatření pro stopgapu kolem časového rámce Windows NT 4.0 Enterprise Edition. Novější operační systémy Microsoft, včetně Windows 2000 , podporují pouze PAE. Některé operační systémy jako Linux zcela vynechaly PSE-36. Navzdory tomu se AMD a novější Intel rozhodli poskytnout ve svých 64bitových procesorech podporu až 40 bitů PSE, pokud byly provozovány ve starším režimu .
Úkon
Detekce
Podpora pro PSE-36 je indikována bitem EDX 17 (počítáno od 0) ve výsledku cpuid pro bity funkcí . (Jedná se o odlišný bit od běžné podpory PSE, který je označen bitem 3 ve stejném registru).
Aktivace a použití
Pokud jde o aktivaci PSE-36, není zde samostatný bit od toho, který zapíná PSE. Pokud procesor (jak naznačuje cpuid) a čipová sada podporující PSE-36, umožňující samotné PSE (nastavením bitu 4, PSE , systémového registru CR4 ) umožňuje použití velkých 4 MB stránek (v rozsahu 64 GB) spolu s normální 4 kB stránky (které jsou však omezeny na rozsah 4 GB).
Pokud je na CPU k dispozici novější schopnost PSE-36 , jak je zkontrolováno pomocí instrukce CPUID , pak se v položce adresáře stránky, která ukazuje na velkou stránku, použijí další 4 bity, kromě 10 bitů použitých v PSE. To umožňuje umístění velké stránky v 36bitovém adresním prostoru.
Bit PS (bit 7) v položce Page Directory Entry (PDE) označuje, zda tato položka odkazuje na tabulku stránek (která popisuje 1024 stránek 4 KiB) nebo na jednu stránku 4 MB. Struktury PDE v normálním režimu, režimu PSE a režimu PSE-36 jsou následující:
| 31–22 | 21–17 | 16–13 | 12 | 11–9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| jiné než PSE | základní adresa tabulky stránek | využít | 0 | PS = 0 | ign | A | PCD | PWT | U | Ž | P | |||||||||||||||||||||
| PSE | bit 31..22 adresy rámce stránky | rezervováno (musí být nula) | PAT | využít | 0 | PS = 1 | D | A | PCD | PWT | U | Ž | P | |||||||||||||||||||
| PSE-36 | bit 31..22 adresy rámce stránky | rezervováno (musí být nula) | bit 35..32 adresy rámce stránky | PAT | využít | 0 | PS = 1 | D | A | PCD | PWT | U | Ž | P | ||||||||||||||||||
- Tabulka atributů stránky ; od Pentium III , musí být u starších CPU nulová.
- "Špinavý" bit: nastaven na 1 CPU, pokud na této stránce existuje přístup pro zápis. Pro 4 stránky KiB tento příznak existuje v příslušném záznamu tabulky stránek (PTE).
Rozšíření až na 40 bitů
AMD rozšiřuje toto schéma na 40 adresových bitů interpretací bitů 20..13 PDE jako bit 39..32 základní adresy stránky v jejich procesorech AMD64 při provozu ve starším režimu , takže je vyhrazen pouze bit 21 (musí být nula) . Upozorňujeme však, že CR4.PSE je v dlouhém režimu ignorován a stránky o velikosti 4 MB ve stylu PSE nejsou v tomto režimu k dispozici. Celkové množství fyzické paměti adresovatelné ve starším režimu AMD64 pomocí stránek PSE 4 MB je tedy 1024 GB. Tom Shanley nazval toto rozšíření PSE-40, ačkoli takové označení se v oficiální dokumentaci AMD neobjevuje.
Nejnovější manuály Intel (únor 2014) také naznačují podporu až 40 bitů v PSE. Přesný počet bitů PSE podporovaných na procesorech Intel však může být menší a musí být stanoven pomocí CPUID k dotazu na maximální šířku fyzické adresy podporované procesorem vyvoláním CPUID s funkcí 80000008H a kontrolou výsledku v EAX [7: 0 ].
Používání
Praktická užitečnost funkce PSE-36 závisí na podpoře čipové sady pro více než 4 GB RAM. Většina čipsetů z časového rámce Pentium II tolik paměti nepodporovala, přičemž 1 GB je maximum pro typickou stolní čipovou sadu Intel 440BX a 2 GB pro chipset pracovní stanice 440GX. Pouze špičková serverová čipová sada Intel 450NX podporovala 8 GB. Podpora serverů PSE-36 (ESMA) byla tedy obvykle inzerována.
Jako vhodný operační systém podporující PSE-36 v roce 1998 Intel inzeroval Microsoft Windows NT Server, Enterprise Edition 4.0 a údajně nadcházející NT 5.0, oba umožňující použití prostřednictvím ovladače zařízení PSE36 , který většinu operačního systému nevěděl o PSE-36 ( pouze ovladač PSE36 jej dočasně povolil) a který ovladač musel být vyvolán aplikacemi, které chtěly získat přístup k více než 4 GB. Windows NT 4.0 Enterprise Edition tedy používal funkci PSE-36 v podstatě jako disk RAM . Ovladač PSE36 byl používán některými aplikacemi na serverech Windows NT 4.0 Enterprise Edition, například SAP liveCache, Microsoft SQL Server 7.0, Oracle 8.1.5 a IBM DB2 . V tuningové dokumentaci bylo uvedeno, že „Bohužel ve většině případů nejsou zvýšení výkonu dosažené pomocí ovladače PSE-36 nijak velkolepé. V mnoha případech bude server běžet pomaleji s 8 GB pomocí ovladače PSE-36, než běží se 4 GB bez ovladače. [...] Po více než roce experimentování a ladění zrušily Microsoft a IBM podporu PSE-36 kvůli nedostatečnému zvýšení výkonu. Ovladač je stále k dispozici pro dodavatele od společnosti Intel, ale není vhodný pro použití koncovým zákazníkem. “
Windows 2000 (NT 5.0) nakonec nepodporoval PSE-36, kvůli nízkému výkonu ve srovnání s alternativním PAE. Windows 2000 také nahradil API ovladače PSE36 novým API s názvem Address Windowing Extensions (AWE), které používalo PAE pod ním. (AWE byl k dispozici pouze na serveru Datacenter Server a Advanced Server systému Windows 2000.) Windows aplikace následně migrovaly na toto nové API, např. Počínaje Oracle 8.1.6 nebo MS SQL Server 2000.
PSE-36 nebyl nikdy používán Linuxem .
Ve srovnání s PAE
Rozšíření fyzické adresy (PAE) je alternativou k PSE-36, která také umožňuje 36bitové adresování. PSE-36 má výhody v tom, že se hierarchie tabulek stránek nezmění a že si stránky zachovávají svůj starý 32bitový formát a nejsou rozšířeny na 64 bitů. Zjevnou nevýhodou PSE-36 je, že v 64 GB fyzické paměti lze umístit pouze velké stránky a malé stránky lze stále umístit pouze v prvních 4 GB fyzické paměti.
Architektura paměti Intel Extended Server
Architektura Intel Extended Server Memory Architecture je definována tak, aby zahrnovala dva 36bitové režimy adresování v základním procesoru: PAE-36 a PSE-36.