|
TwojePC.pl © 2001 - 2024
|
 |
RECENZJE | Technika. Droga ku wydajności |
 |
| |
|
Technika. Droga ku wydajności
Autor: Zbyszek | Data: 23/04/07
| |
|
Architektura potokowa
Architektura potokowa to rewolucyjne, i jedno z najlepszych rozwiązań, jakie kiedykolwiek zastosowane zostały w procesorach.
Dotychczas działanie każdego procesora polegało na pracy nad tylko jedną instrukcją jednocześnie. Taki sposób wykonywania rozkazów nie był zbyt wydajny, bo w danym okresie czasu tylko jedna jednostka procesora zajmowała się działaniem, a pozostałe elementy CPU albo "oczekiwały" na efekt tego działania, albo nie robiły zupełnie nic. Przykładowo podczas wczytywania instrukcji z pamięci operacyjnej, jednostka wykonawcza nie była niczym zajęta.
W efekcie tego tylko niewielka część procesora pracowała, a reszta układu była zupełnie niewykorzystana. Czyste marnotrawstwo!
Uproszczony sposób przetwarzania instrukcji w procesorze nie dysponującym architekturą potokową.
A gdyby tak zająć pracą przy innych instrukcjach niepracujące w danym momencie jednostki i bloki procesora? Właśnie dla osiągnięcia tego celu, stworzona została architektura potokowa.
Potok wykonawczy, to porostu ścieżka przetwarzania instrukcji wewnątrz procesora, dzieląca proces ich wykonania na oddzielne, logiczne etapy. Każdy etap wykonywany niezależnie na określonym stopniu potoku, najczęściej w jednym takcie zegara procesora. Instrukcje po pobraniu z pamięci jedna po drugiej przemieszczają się w potoku wykonawczym, przechodząc przez jego kolejne stopnie.
Uproszczony sposób przetwarzania instrukcji w pięcioetapowym
potoku wykonawczym.
Dzięki wprowadzeniu etapowego potoku wykonawczego, możliwa stała się równoczesna praca układów RISC nad więcej niż jedną instrukcją jednocześnie. Przykładowo możliwe stało się w jednoczesne wczytywanie instrukcji oraz równocześnie, w oddzielnym stopniu potoku wpisywanie do rejestru już wcześniej pobranej instrukcji, a w kolejnym stopniu potoku wykonywanie w jednostce wykonawczej kolejnego rozkazu.
Taki tryb pracy pozwolił wykorzystać równocześnie wszystkie bloki procesora, dając mu możliwość rozpoczęcia przetwarzania kolejnych rozkazów, jeszcze przed zakończeniem przetwarzania wcześniejszych instrukcji.
Podczas gdy układ dysponujący przetwarzaniem prostym ( nie potokowym ) po wykonaniu rozkazu, musiał przetwarzać kolejną instrukcję zaczynając "od początku", czyli pobrać ją z pamięci, wpisać do rejestru, itd. - procesor dysponujący etapowym potokiem wykonawczym, po wykonaniu rozkazu w jednostce wykonawczej, ma już wczytaną z pamięci, przygotowaną, i oczekującą na wykonanie kolejną instrukcję.
W efekcie przetwarzanie potokowe znacznie przyśpieszyło wykonywanie ciągu kolejno następujących po sobie instrukcji, i przyniosło spory wzrost wydajności.
|
|
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
poprzednia strona (CISC i RISC) 
