info@panadisplay.com
Mikroarhitektonske koncepcije

Mikroarhitektonske koncepcije

Mar 09, 2019

Jedna od prvih i najmoćnijih tehnika za poboljšanje performansi je upotreba pipelininga instrukcija. Rani dizajn procesora bi izvršio sve gore navedene korake za jednu instrukciju pre nego što bi prešao na sledeći. Veliki dijelovi strujnog kruga ostali su u stanju mirovanja u bilo kojem koraku; na primer, sklop za dekodiranje instrukcija bi bio neaktivan tokom izvršavanja i tako dalje.


Pipelining poboljšava performanse dopuštajući brojnim uputama da rade svoj put kroz procesor u isto vrijeme. U istom osnovnom primjeru, procesor bi počeo dekodirati (korak 1) novu instrukciju, dok je posljednja čekala rezultate. Ovo bi omogućilo da do četiri instrukcije budu u letu u jednom trenutku, što procesor čini četiri puta bržim. Iako bilo koja instrukcija traje isto toliko dugo da se završi (još uvijek postoje četiri koraka), CPU kao cjelina "povlači" upute mnogo brže.


RISC čini cevovode manjim i mnogo lakšim za konstrukciju tako što se jasno odvajaju sve faze procesa obuke i čine ih jednakim vremenom - jednim ciklusom. Procesor u cjelini funkcionira na način montaže, s uputama koje dolaze s jedne strane i rezultiraju s drugom. Zbog smanjene složenosti klasičnog RISC cjevovoda, pipelined jezgra i keš instrukcija mogu biti postavljeni na istu veličinu veličine koja bi inače odgovarala samoj jezgri na CISC dizajnu. To je bio pravi razlog da je RISC bio brži. Rani dizajni poput SPARC-a i MIPS-a često su prešli 10 puta brže od Intel i Motorola CISC rješenja pri istoj brzini i cijeni.


Cevovodi se ni u kom slučaju ne ograničavaju na RISC projekte. Do 1986. godine, vrhunska implementacija VAX-a (VAX 8800) bila je u velikoj mjeri dizajnirana u cjevovodu, što je blago prethodilo prvim komercijalnim MIPS i SPARC projektima. Većina modernih CPU-a (čak i ugrađenih CPU-a) je sada protočna, a mikrokodirani CPU-i bez cjevovoda vide se samo u većini ugrađenih procesora sa ograničenim područjem. implementirane su s mikrokodom i cjevovodima. Poboljšanja u cjevovodu i keširanju su dva velika mikroarhitektonska dostignuća koja su omogućila performanse procesora da drže korak sa tehnologijom kola na kojoj se temelje.