Id-dar > Wirja > Il-kontenut

Microarchitectural kunċetti istruzzjoni pipelining

Mar 09, 2019

Waħda mill-ewwel, u l-aktar qawwija, metodi tat-teknika biex itejbu l-prestazzjoni hija l-użu ta ' l-istruzzjoni pipelining. Kmieni proċessur disinji kien twettaq kollha bil-passi hawn fuq għall-istruzzjoni waħda qabel ma jimxu fuq dak li jmiss. Porzjonijiet kbar tas-sistema taċ-ċirkwiti tħallew wieqaf fuq kull pass wieħed; per eżempju, l-ċirkwiti dekodifikazzjoni istruzzjoni ikun wieqaf waqt l-eżekuzzjoni u jissokkta hekk.


Pipelining itejjeb il-prestazzjoni billi jippermettu numru ta ' l-istruzzjonijiet li jaħdmu tagħhom mod permezz tal-proċessur fl-istess ħin. Fl-istess eżempju bażiku, il-proċessur tibda jiddekodifika r (il-pass 1) struzzjoni ġodda waqt li l-aħħar wieħed kien qed jistenna r-riżultati. Dan jippermetti lill sa ' erba ' l-istruzzjonijiet li "titjira" f ' ħin wieħed, li tagħmel il-proċessur ħares erba darbiet bħala mgħaġġel. Għalkemm kull istruzzjoni wieħed jieħu eżatt kif twil biex titlesta (għad hemm passi erba)-CPU kollu "jirtira" istruzzjonijiet ferm aktar veloċi.


RISC jagħmel pipelines iżgħar u ħafna aktar faċli biex tibni mill-cleanly li jissepara f'kull stadju tal-proċess ta ' istruzzjoni u jagħmluhom jieħdu l-istess ammont ta ' żmien — ċiklu wieħed. Il-proċessur kollu topera b'mod linja ta ' l-Assemblea, l-istruzzjonijiet li ġejjin fil-ġenb wieħed u riżultati l-oħra. Minħabba l-komplessità tal-pajplajn RISC klassika mnaqqsa, il-qalba pipelined u l-cache tal-istruzzjoni jistgħu jitqiegħdu fuq l-istess daqs die li mod ieħor tkun tajbin l-qalba waħdu fuq disinn CISC. Dan kien l-vera raġuni li RISC kien iktar malajr. Disinji bikri bħall-SPARC u l-MIPS spiss ħaddimt kif veloċi bħala soluzzjonijiet Intel u Motorola CISC ta ' aktar minn 10 darbiet fl-istess veloċità tal-arloġġ u l-prezz.


Pajpijiet huma bl-ebda mod limitat għal disinji ta ' RISC. Mill-1986 il-quċċata tal-il-linja VAX implimentazzjoni (VAX 8800) kien disinn pipelined ħafna, ftit ddatata l-ewwel MIPS kummerċjali u SPARC id-disinji. UPĊ aktar moderni (CPUs anke integrat) huma issa pipelined, u microcoded is-CPUs bl-ebda pipelining jidhru biss fil-proċessuri embedded kostrett aktar mill-arja. [eżempji meħtieġa] Magni ta ' CISC kbar, mill-8800 VAX lill-moderni Pentium 4 u Athlon, huma implimentati bil-kemm microcode u pipelines. Titjib fil-pipelining u caching huma l-avvanzi żewġ microarchitectural maġġuri li ppermettew il-prestazzjoni tal-proċessur biex iżommu l-pass mat-teknoloġija taċ-ċirkwit li fuqhom huma bbażati.