раз. На самом деле, конечно, такое ускорение работы недостижимо, так как у конвейера редко бывает загружены одновременно все ступени, поскольку разные команды процессора сильно различаются по времени выполнения. Так, например, если следующей командой будет инкрементирование содержимого загруженного регистра, 4, 5 и 6 стадии будут заменены одной – собственно инкрементированием, так как запись в память не требуется, и конвейер будет простаивать две стадии. Эти две стадии называются “пузырьком”, поскольку в течение этих двух стадий данные просто передаются с одной ступени на другую – получается задержка на 2 стадии. При работе на реальных задачах ускорение в 30% считается очень хорошим показателем. Но даже эти 30% были достигнуты без повышения тактовой частоты процессора (которая ограничена технологическими возможностями производства), поэтому конвейеризация широко применяется в современных микропроцессорах.
Очевидно, что скорость работы конвейера равна скорости самой медленной его стадии. Поэтому имеет смысл разбить медленные ступени конвейера дополнительно еще на несколько стадий. Процессор Intel 486 имел 5 стадий конвейера, Pentium 4 – 20 стадий,
Core 2 Duo – 14, Core i7 – 16.
2.2 Суперскалярная архитектура
Предположим, что в машинном коде программы последовательно стоят две инструкции : умножение двух регистров, содержащих числа с плавающей точкой (графические задачи) и умножение двух регистров, содержащих целочисленные значения (работа с текстом). Очевидно, что при выполнении рассмотренных команд конвейеризована может быть только малая общая часть, касающаяся чтения из регистра и записи в регистр. Операции умножения целочисленных операндов и операндов с плавающей точкой выполняются на различных функциональных устройствах, имеющими между собой мало общего. Таким образом, конвейер вынужден приостанавливаться на довольно значительное время. Если чередование подобных инструкций встречается часто, конвейер большую часть своего времени простаивает.
Для устранения подобных задержек в процессоре существует несколько конвейерных устройств – одно для работы с плавающей точкой, другое для работы с целочисленными значениями. Каждый тип операций выполняется на своем конвейере, не задерживая поток вычислений. Результаты с выхода каждого из конвейерных устройств выдаются на исполнительные устройства, записывающие результат в
alinasibem 4.7
Являюсь магистром Кубанского государственного университета. Кафедры Мировой экономики и менеджмента. Имею большой опыт в написании работ по экономики и статистики, а также в решении финансовых задач.
На странице представлен фрагмент
Уникализируй или напиши новое задание с помощью нейросети
