Kiegészítő anyagok a csoportok összesített vizsgálatához - szállítószalag feldolgozás

Szállítószalag feldolgozás

A pipelining a processzor utasításainak végrehajtásának módja, amelyben a következő parancs végrehajtása a teljes parancsfuttatás befejezése előtt kezdődik (feltételezve, hogy nincs elágazás).

A pipelining lehetősége kapcsolódik a parancsok végrehajtási folyamatának egymás utáni szakaszaihoz való megosztásához. minta parancs, dekódolás, minta operandusok, végrehajtja a parancsot, írja az eredményt a memóriába.

A szuperszaláris processzor-architektúra jellemzői

A "szuperszaláris architektúra" kifejezés olyan processzor-architektúrára utal, amely egynél több számítási blokkot tartalmaz. Ezek a számítási egységek vagy csővezetékek olyan csomópontok, ahol az adatfeldolgozás és az utasítások feldolgozásának összes alapvető folyamata megtörténik.

A Superscalar architektúra a SISD skaláris architektúrájának fejlesztése (Single Instruction Single Date) - egy parancsáramlás vezérli az egyik adatfolyamot.

Mint ismeretes, a teljesítményét bármely processzor, amikor az előre meghatározott program függ három paraméter: tapintat (vagy frekvencia) szinkronizálás, az átlagos végrehajtott utasítások számának órajelenként, és az összes végrehajtott program utasításait. Lehetetlen változtatni ezen paraméterek egymástól függetlenül érvényesül, mivel az illető mögöttes technológiák egymáshoz: az órajel határozza meg az elért szintet az integrált áramköri technológia és funkcionális processzor szervezet, az átlagos ciklusok száma a parancs függ a funkcionális szervezeti és utasításkészletet építészet, és a szám a végrehajtott program utasításait a parancsrendszer és a fordítótechnika architektúrája határozza meg.

Ebből nyilvánvaló, hogy egy új nagy teljesítményű processzor létrehozása komplex kérdések megoldását igényli mindhárom fejlesztési területen. Ugyanakkor a költséghatékony kialakítás nem támaszkodhat kizárólag az órafrekvencia növelésére. Gazdasági megfontolások arra kényszerítik a fejlesztőket, hogy a tömeges technológiákon alapuló döntéseket hozzanak.

Mi szükséges annak biztosításához, hogy a mikroprocesszor gyorsan működjön bármely alkalmazásban? Magas órajelfrekvencia, nagy számú párhuzamos futó funkcionális végrehajtó eszköz (FIU); "Képesség", hogy ezeket az eszközöket különböző alkalmazásokba töltsék be; a nagy kapacitású, nagy kapacitású gyorsítótár (MS) és az alacsony késleltetés a kezelés során, kívánatos, hogy tartalmazzon alkalmazási oldalak készletét; rendszerbusz, magas FS, stb.

A modern technológia korlátai miatt ezek a követelmények gyakran ellentmondanak egymásnak, és persze azzal a követelményrel, hogy meglehetősen alacsony áron elegendő hozamot kapnak a megfelelő chipek. Ha az órafrekvencia emelkedik, nehezen bonyolult műveleteket hajthatunk végre 1 ciklus alatt, így a csővezetékeket gyakran több szakaszra osztjuk (szuperkubelizált megközelítés, jellemző például az Alpha 21064 esetében). De ez növeli a hosszú szállítószalagok kitöltéséhez szükséges időt.

Ha egyre több a PID (szuperskalár megközelítés), van egy kihívás, hogy teher, amelyet használnak, különösen a rendkívüli technika (out - of - sorrendben) és a «spekulatív» (spekulatív) (alapján a jóslat, mely ága a program fog bekövetkezni feltételes átmenet) parancs végrehajtása. Ez növeli a bonyolultsága a mikroprocesszor, és ennek megfelelően, a terület, amely tele van csökkenő chip hozammal. E megközelítés példái közé tartoznak az IBM mikroprocesszorok, a POWER / P 2 SC és az SGI / MIPS R 10000 architektúrával; A HP PA-8000 itt is érvényes.