ein Binary für verschiedene CPUs?

froonk

Hallo,
ich habe nun ein neues Board mit einer neuen CPU und kompiliere daher mein ganzes System neu damit der Vorteil des neuen Prozessors nicht nur der höhere Takt ist.
Dabei kommen mir einige Fragen in den Sinn.
Wenn man jetzt eine Linux Distribution, die nicht alles auf dem Zielrechner kompiliert, betrachtet, kopiert diese doch nur binaries auf die Platte. Diese müssen doch aber für eine breite Palette an CPU's geeignet sein, also zB für den 386'er verständlich sein. Das würde ja aber heissen, dass jeglicher neu eingeführte Befehlssatz seit dem 386'er nur einer kleinen Minderheit zugänglich wäre. Kann also schwer sein. Ich bin mir auch einigermassen sicher, dass Windows(tm) gebrauch von zB 3DNow! macht, oder zumindest Spiele, die auf Windows laufen. Gibt Es also bei jedem kommerziellen Spiel für jeden Prozessor eine eigene Binary? Oder gibt es Compiler, die Binaries erzeugen, die dann verschieden kompilierte Versionen innerhalb einer Datei enthalten, das System irgendwie fragen, welche CPU denn nun hier gerade läuft und dann die jeweils passende Version ausführen?
Ich kann einfach nicht glauben, dass die erweiterten Befehlssätze nur zur geltung kommen, wenn man selbst kompiliert.
Hoffentlich weiss einer von Euch eine Antwort auf diese quälenden Fragen ;-)

mod-edit: Titel aussagekräftiger gestaltet --slick

Hilefoks · Posted: Thu Jan 13, 2005 4:58 am Post subject:

Nun, wenn man alle x86-32-Bit Prozessoren unterstützen möchte muß man auf i386 optimieren. Und ja, - dann wird kein mmx,sse,sse2 oder 3dnow benutzt.

Firmen wie SuSE optimieren allerdings mindestens auf Pentium1. Aber auch SuSE bringt 2 Versionen raus - die normale Pentium und die x86-64Bit optimierte (auf der auch die Pentium-Version laufen würde).

Um dennoch höhere Befehlssätze benutzen zu können muß man dann wirklich verschieden optimierte Bibliotheken erstellen und diese dann dynamisch nachladen.

Und obendrein kann man z.B. auf Pentium4 optimieren ohne die kompatibilität zum 386'er zu brechen. Dann benutzt man zwar keine neueren Befehle des P4's, allerdings optimiert man seinen Code auf die Pipelines des P4....

Mfg Hilefoks

equinox0r · l33t Joined: 18 Feb 2004 Posts: 614

Hilefoks · Posted: Thu Jan 13, 2005 5:54 am Post subject:

schmutzfinger · Posted: Thu Jan 13, 2005 6:09 am Post subject:

@Hilefoks ich habe das schonmal in ner Vorlesung gehört und desswegen weiss ich wovon du redest, nur leider fürchte ich das die meisten Leute mit deinem post recht wenig anfangen können.

@equinox0r lies am besten ein Buch zu Grundlagen der Rechnerarchitektur.

Hilefoks · Posted: Thu Jan 13, 2005 6:16 am Post subject:

Mh, ist das wirklich zu schwer? Ich denke schon das ein etwas technisch interessierter Mensch (so wie alle im Gentoo-Forum) das verstehen könnten.
Allerdings könnte es natürlich ebenso sein das ich einfach nur ein Fachidiot bin der zwar dieses Thema kennt, aber nichts mehr verständlich erklären kann. :oops:

WiredEd · Posted: Thu Jan 13, 2005 11:50 am Post subject:

Es gibt dazu einen wunderschönen Artikel in der c't 08/95 ab S. 230 (ich weiss, ist schon älter, aber grundlagentechnisch hat sich seit dem ja nicht mehr allzuviel getan

)
Vielleicht kennst Du jemanden der den Artikel auf cd-rom hat. Wenn nicht, schick mir ne PM mit Deiner Mailadresse, dann bekommst Du ihn von mir.

(... und ja, das A20-Gate wird auch erwähnt)

Earthwings · Posted: Thu Jan 13, 2005 12:41 pm Post subject:

Hilefoks · Posted: Thu Jan 13, 2005 12:53 pm Post subject:

Tobiking · Tux's lil' helper Joined: 14 Dec 2004 Posts: 109

Hab vor nem Jahr oder so mal bisschen über SSE und 3DNow informiert. Und hab davon noch nen bisschen in Erinnerung.

Also SSE, 3DNOW und die anderen optimierungen die schon grob erklärt wurden sind zwei verschiedene paar Schuhe. Fakt ist das Windows selbst kein 3DNow SSE (MMX?) nutzt. Und ich will mal behaupten das außer mplayer und nen paar andere Programme aus ähnlichen Bereich oder Spiele keins dieser Features unter Linux nutzt.

Hier wird es flau mit dem Wissen

:
3DNow und SSE werden grundlegend auch Multimedia Register genannt und diese Register werden in 64 oder 128 bit angesteuert aber wie 32 bit genutzt. Das heißt das dort mehrere Werte hineinpassen und man so mit mehreren Werten gleichzeitig Rechnen kann was irgendwie schneller ist. Das ganze bringt aber durch die initialisierung etc. erst etwas sobald sehr viele Rechnungen durchgeführt werden wie es nunmal z.B. in Spielen vorkommt beim Multiplizieren der Vertizes mit einer oder Mehreren Matrizen für Rotation Projektion etc. Deswegen gibt es im DirectX SDK SSE und 3DNow optimierte Funktionen oder Spiele nutzen eigene FUnktionen. Fakt ist aber das vorher immer "manuell" geprüft wird was vorhanden ist und je nachdem die richtige Funktion aufgerufen wird.

Hilefoks · Posted: Thu Jan 13, 2005 3:14 pm Post subject:

MMX: Multi Media Extension. Erste Erweiterung die SIMD implementiert (Single Instruction Multiple Data) wodurch ein 32Bit Prozessor auch 64 oder 128Bit Register lesen und schreiben kann, nur nicht in einem Stück. Allerdings kann die MMX-Erweiterung in einem eine Operation auf diesen Registern durchführen. MMX brachte acht neue Register mit je 64-Bit.

3DNow: Nutzt die gleichen Register wie MMX, allerdings mit anderen Befehlen.

BTW: Die MMX-Erweiterung führt nicht wirklich neue Register ein, sondern nutzt die der FPU (80Bit) wodurch man nicht FPU und MMX gleichzeitig nutzen kann.

SSE: Streaming SIMD Extension. Mit SSE wurden 70 neue Befehle eingeführt.

SSE2: Bringt wieder einen haufen neuer Befehle und die Möglichkeit auch mit den MMX Befehlen 128Bit Register zu benutzen.

AMD: AMD implementiert zu Teil nicht alle Befehle der SSE und SSE2-Instruktionen in ihren Prozessoren. Deshalb muß man als Programmierer (in Assembler) aufpassen und nicht nur prüfen ob eine Erweiterung vorhanden ist, sondern u.U. auch welcher Prozessor diese Umsetzt.

Alle Eweiterungen machen aber nur Sinn wenn man viele große Daten verarbeiten möchte und es u.U. nicht auf die Genauigkeit, sondern vielmehr auf die Geschwindigkeit ankommt. So z.B. bei Spielen oder der decodierung von Video's.

Mfg Hilefoks

marc · Apprentice Joined: 13 Jan 2003 Posts: 290

Einen guten Einstieg bekommt man auch kostenlos.
http://www.galileocomputing.de/openbook/kit/
Da wird gut erklärt wie die Hardware arbeitet und wie ein Prozessor funktioniert. Sollte man sich als Technikinteressierter ruhig mal durchlesen. Da ich kein Informatik studiert habe aber dennoch interessiert bin, suche ich mir hier und da immer mal wieder ein paar Infos zusammen.
Man muss ja keine Details lernen, aber das Prinzip zu verstehen ist schon nicht schlecht.

Noch mehr Bücher

equinox0r · l33t Joined: 18 Feb 2004 Posts: 614

ach ihr seids schon dolle hier

*einfach mal sagen muss*
_________________
AMD 2400+ XP | 1024 MB RAM | ATI Radeon 9600Pro
Gentoo Base System version 1.4.16 | Portage 2.0.51.19 | 2.6.11-gentoo-r9 Kernel

zinion · Posted: Thu Jan 13, 2005 3:47 pm Post subject:

Jtb · Posted: Thu Jan 13, 2005 5:14 pm Post subject:

c07 · Veteran Joined: 25 Oct 2002 Posts: 1091

Am grundlegenden Befehlssatz hat sich ja seit dem 386er nicht mehr viel getan. Ist also kein großes Problem, Code zu erzeugen, der auch noch auf einem 386er läuft, ohne auf aktuellen Maschinen zu viele Nachteile zu haben. Auf Spezialbefehle (inkl. MMX u.Ä.) kann man immer noch zurückgreifen, wenn man für den wenigen Code, wo das sinnvoll ist, mehrere Versionen hat und zur Laufzeit die geeignete wählt. Solcher Code ist dann meistens eh handoptimierter Assembler.

Einzige Ausnahme (bis zum Athlon64) ist das CMOV (ab 686er), das auch im normalen Code Vorteile bieten kann (erspart eine Verzweigung mit womöglich falscher Sprungvorhersage). Aber viele Distributionen setzen heut eh mehr als einen 386er voraus (komischerweise ist ausgerechnet ein 586er als Minimum üblich).

Ein wichtiger Unterschied bei den Optimierungen ist noch die relative Geschwindigkeit der einzelnen Befehle. Normalerweise führen viele Wege zum Ziel, und je nach Prozessor kann ein anderer der schnellste sein.

equinox0r · l33t Joined: 18 Feb 2004 Posts: 614

das weiss ich auch noch von "früher", da gabs von einigen spielen (z.b. mdk) für jeden prozessor eine eigene version die versch. prozessormodelle unterstützt hat (z.b. mmx)...
das waren noch zeiten *schwelg*
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Gentoo Base System version 1.4.16 | Portage 2.0.51.19 | 2.6.11-gentoo-r9 Kernel

schachti · Posted: Thu Jan 13, 2005 8:38 pm Post subject:

Man kann optimieren, und man kann optimieren. :lol:

Was ich meine: Der gcc hat zum Beispiel die Optionen -mtune und -march. Sagt man -mtune=athlon-xp, so wird Code generiert, der auch auf einem 386'er läuft, der aber so optimiert ist, daß er auf einem Athlon XP möglichst schnell läuft. Sagt Du -march=athlon-xp, so wird der Code so optimiert, daß die Möglichkeiten des Athlon XP voll ausgeschöpft und Befehle benutzt werden, die Vorgängermodelle in der Regel nicht bieten (3D Now!, SSE, MMX usw., vielleicht auch Optimierung der Register).

JoHo42 · l33t Joined: 14 Feb 2004 Posts: 956 Location: Germany

Hi Leute,

das der C Code für den jeweiligen Prozessor optimiert werden muß ist klar.
Aber wie ist das mit AMD?

AMD ist 386 / x86 kompatibel OK soweit so gut.
Das heißt Windows läuft auf einen AMD.

Jetzt ist aber Windows für ein Intel i386 bzw Pentium Optimiert (denke ich mir mal),
oder besser für den Befehlssatz der Prozessoren.

Jetzt kommt AMD daher und will ein Stück dieses Marktanteils für sich
einstecken.
Jetzt muß AMD ihre Prozessoren 386 / x86 kompatibel bauen.
Das heißt die kennen nur den Befehlssatz der schon veröffentlicht ist und
nicht den Befehlssatz den Intel als nächstes einbaut.
Nur mal angenommen M$ arbeitet mit den Intel zusammen.
Dann sagt M$ wir brauchen neue Multiplikationsbefehle um ihre Software schneller
Arbeiten zu lassen.
AMD kennt die neuen Befehle nicht.
Um Windows schneller laufen zu lassen, können die nur die bekannten Befehle höher
Taken. (daher auch die große Hitzeentwicklung der Prozessoren zumindestens for ein paar Jahren)

Woher kommt eigentlich das Gerücht, dass AMD besser für Spiele sein soll.
Auf den Verpackungen von GAMES steht drauf Vorraussetzung: Pentium3 MMX Technology.
In einem AMD steckt keine MMX Technology. Die ist nur in einem Intel Prozessor drin.
Vondahr kann der für Spiele auch nicht besser sein.

Oder verstehe ich da was grundlegendes Falsch?
Für Gentoo ist der Prozessor egal aber bei Windows?
Das heißt jetzt nicht das AMD nicht geht.
Ich denke nur das die ihre Geschwinigkeit über die Taktung machen und weniger über die
Befehlssätze.

Gruss

psyqil · Advocate Joined: 26 May 2003 Posts: 2767

WiredEd · Posted: Wed Jun 15, 2005 8:26 am Post subject:

Es hat in den vergangenen Jahren immer wieder Patentaustauschabkommen gegeben zwischen Intel und AMD. Zuletzt zum Beispiel hat Intel den AMD 64-bit Befehlssatz bekommen, der sich ja jetzt auch in den neusten Pentium IV Prozessoren befindet, und es deren Besitzern ermöglicht das 64Bit-Windows laufen zu lassen, das eigentlich für AMD entwickelt worden ist. Im Gegenzug durfte AMD dann SSE2 und andere Dinge in ihre Prozessoren einbauen.

Tatsächlich hat AMD damals 3DNow als "konkurrenz" zu Intels MMX eingeführt. Aber schon seit längerem, ist auch in den AMD-Prozessoren MMX zu finden (wenn ich mich richtig erinnere seit Einführung des Athlon).

Und tatsächlich ist Microsoft in den letzten paar Jahren vorsichtig etwas näher an AMD herangerückt, da Intel einiges in Linux investiert hat (z.B. hat Intel ja die eigene C-Compiler-Collection nach Linux Portiert). So wollte Micro$oft einen Warnschuss vor den Bug von Intel setzten.

Edit:
Und AMD ist deshalb besser zum Spielen geeignet, weil man nach der Anschaffung des Rechners auch noch das nötige Geld über hat, um sich die Spiele leisten zu können!

_________________
Athlon64 X2 4400+ EE, 2x1024MB, ASUS M2N-MX SE+

JoHo42 · l33t Joined: 14 Feb 2004 Posts: 956 Location: Germany

OK an mir sind einige Entwicklungen vorbei gegangen.

Gruss

Chrystalsky · n00b Joined: 26 Apr 2005 Posts: 51 Location: Germany

so schwer ist das wirklich nicht, wenn man sich damit befasst, also ich meine jetzt mal die Grundlagen zu verstehen, wie eine CPU arbeitet etc. komplizierter wird es dann, wenn man mehrere Architekturen kennt und dort in ASM programmiert, ist immer so eine Sache mit dem durcheinander kommen....

Für alle, die sich hier ein wenig interessieren, kann ich einen Pisc empfehlen, die sind super einfach von Aufbau und auch der Befehlssatz hält sch in Grenzen

und man kann doch schon einiges damit anstellen.... Ich habe mir mal eine Uhr damit zusammengebaut und noch weitere Dinge

_________________
www.egocrew.de

hoschi · Posted: Thu Jun 16, 2005 8:21 pm Post subject:

hoschi · Posted: Thu Jun 16, 2005 8:32 pm Post subject:

Intel hat aber noch ein paar Trumpfkarten, z.B. die eigenen Hochoptimierten ICC-Compiler und die Mitarbeit am GCC (hier arbeitet AMD aber auch irgendwie mit), was auch logisch ist, der GCC ist auch außerhalb von GNU einer der am stärksten verwendeten Compiler, und sehr schnell (der ICC dürfte trotzdem überlegen sein).

Der Pentium-M rult alles weg, sprichwörtlich, dagegen wird der Turion64 aber sicher bald auch Akzente setzen.
AMD wird den lukrativisten Markter der 2000er Jahre (neunziger war irgendwie einfacher...), die Laptops, nicht Intel allein überlassen.

Und jetzt wo IBM den Cell ins Feld führt, Apple war hier nur das erste Opfer, ändert sich ab 2006 sicher einiges.

Intels Linux-Support ist inzwischen einwandfrei, da kann man wirklich gar nichts mehr sagen.
Vom Prozessor, über Chipsatz, Grafik bis Wlan läuft alles, sauber mit Open-Source, direkt im Kernel/Xorg, ohne Binarys.
Klar dass das Gatie sauer wird, aber das wird ihm auch nicht mehr viel helfen.

Ich freue mich auf 2006/07, dass wird seit 2003 das interessanteste Jahr.
Dual-Core, Cell, OpenGL-Desktops, DDD3-Ram, PCI-Express setzt sich durch, Mobile-CPUs für den Desktop...lecker

Stellt sich nur die Frage wer am Ende der Gewinner wird.
_________________
Just you and me strogg!