Tikslai:
1. Suprasti konvejerinio duomenų esmę.
2. Atpažinti konvejerių pakopų skaičių ir paaiškinti jo įtaką procesoriaus darbo dažniui.
3. Apibūdinti hiperkonvejerio privalumus ir trūkumus
Temos studijoms reikalingas laikas: 1 val. teorijos.
Naujųjų technologijų dėka kompiuterizuotos sistemos tobulėja, didėja jų našumas. Tai leidžia padaryti atsirandantys nauji spartesni schemotechniniai sprendimai. Kompiuterizuotų sistemų našumas didinamas ir tobulinant centrinio procesoriaus sandarą.
Šiuolaikiniai procesoriai informaciją apdoroja konvejeriniu (Pipelined) būdu. Taip apdorojant informaciją, ilgai trunkanti operacija suskaidoma į etapus, ir jie nuosekliai sujungtuose įtaisuose vykdomi vienas paskui kitą.
Pavyzdžiui, jeigu kiekviena programos instrukcija yra suskaidoma į penkis maždaug per vienodą laiką įvykdomus etapus, vienos operacijos vykdymo trukmė nesumažėja, bet vykdant viena paskui kitą daug operacijų, jos įvykdomos maždaug 5 kartus sparčiau.
Kadangi programos kai kada šakojasi, procesoriuose yra specialus prognozavimo įtaisas (BTB - Branch Target Buffer), nusprendžiantis, kurios programos šakos instrukcijas įrašyti į registrus, nes, apsirikus, tenka gaišti laiką jau įrašytoms instrukcijoms pakeisti kitos šakos instrukcijomis.
Konvejerizacija (pipelining) numato kiekvienos instrukcijos skaidymą į kelis etapus, be to kiekvienas etapas vykdomas atskiroje procesoriaus konvejerio pakopoje. Atsilaisvinant kitoms pakopoms, vykdoma instrukcija juda konvejeriu. Tuo būdu, konvejeryje vienu metu gali būti vykdomos kelios iš eilės einančios instrukcijos ir procesoriaus našumą galima vertinti pagal įvykdytų instrukcijų kiekį iš visų jo konvejerių. Tam, kad pasiekti maksimalų procesoriaus našumą, t.y. užtikrinti pilną konvejerių apkrovimą su minimaliu baudos ciklų (penalty cycles) skaičiumi, programa turi būti sudaryta atsižvelgiant į architektūrinius procesoriaus ypatumus. Savaime aišku, kad įprastu būdu sugeneruotas kodas Pentium ir P6 klasės procesoriuose bus vykdomas pakankamai sparčiai. “Klasikinio” Pentium procesoriaus konvejeris susideda iš 5-ių pakopų. Superkonvejerinės architektūros procesoriai (superpipelined) turi didesnį pakopų skaičių, kas leidžia kiekvieną iš jų supaprastinti ir tuo sumažinti instrukcijų vykdymo laiką. Hiperkonvejeris Pentium 4 jau turi 20 pakopų.
Konvejeris - speciali loginė schema, leidžianti optimizuoti procesoriaus darbą, vykdant nepriklausomus veiksmus lygiagrečiai.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą