info@panadisplay.com
Mikroarhitektonske koncepcije

Mikroarhitektonske koncepcije

Mar 09, 2019

Jedna od prvih i najsnažnijih tehnika za poboljšanje performansi je korištenje pipelininga s uputama. Rani dizajn procesora bi izvršio sve gore navedene korake za jednu instrukciju prije nego što se preseli na sljedeći. Veliki dijelovi strujnog kruga ostali su u stanju mirovanja u bilo kojem koraku; na primjer, sklop za dekodiranje instrukcija bio bi u mirovanju tijekom izvođenja i tako dalje.


Pipelining poboljšava performanse dopuštajući brojne upute 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. To bi omogućilo da do četiri upute budu "u letu" u jednom trenutku, što procesor izgleda četiri puta brže. Iako je bilo koja naredba trajala jednako dugo (još uvijek postoje četiri koraka), procesor u cjelini "brže odustaje" od uputa.


RISC čini cjevovode manjim i lakšim za konstrukciju tako da se svaki stupanj procesa podučavanja jasno razdvoji i učini ih da uzimaju istu količinu vremena - jedan ciklus. Procesor u cjelini djeluje na liniji montaže, s uputama koje dolaze s jedne strane i rezultiraju s drugom. Zbog smanjene složenosti klasičnog RISC cjevovoda, cjevovodna jezgra i cache instrukcija mogu biti postavljeni na jednaku veličinu veličine koja bi inače odgovarala samoj jezgri na CISC dizajnu. To je bio pravi razlog što je RISC bio brži. Rani dizajni poput SPARC-a i MIPS-a često su se kretali preko 10 puta brže od Intelovih i Motorola Ciscovih rješenja na istoj brzini i cijeni.


Cjevovodi nipošto nisu ograničeni na RISC projekte. Do 1986. godine vrhunska implementacija VAX-a (VAX 8800) bila je izrazito cjevovodna konstrukcija, koja je bila nešto ranije od prvih komercijalnih MIPS i SPARC dizajna. Većina modernih CPU-a (čak i ugrađenih CPU-ova) je sada protočna, a mikrokodirani CPU-i bez cjevovoda vide se samo u većini ugrađenih procesora s ograničenim područjem. implementirani su s mikrokodom i cjevovodima. Poboljšanja u cjevovodstvu i cachingu dva su glavna mikroarhitektonska dostignuća koja su omogućila performanse procesora da drže korak s tehnologijom sklopa na kojoj se temelje.