CPU konvejeris yra apdorojimo etapų serija kompiuterio centriniame procesoriuje (CPU). Paprastai etapai yra gavimas, dekodavimas, vykdymas ir įrašymas. Dujotiekis yra pagrindinis daugumos procesorių dizaino elementas, o jo tikslas yra pagerinti našumą. Suskaidydamas instrukcijų apdorojimą į atskirus etapus, CPU gali apdoroti kelias instrukcijas vienu metu. Tai žinoma kaip paralelizmas arba lygiagretus apdorojimas, ir tai gali žymiai padidinti našumą. Tačiau tai kainuoja didesnio sudėtingumo kaina ir gali sukelti vėlavimų (žinomų kaip dujotiekio strigimai), jei instrukcijas reikia vykdyti netvarkingai.
Šiame įraše paaiškinsime kas yra kompiuterio procesoriaus vamzdynas . Centrinis procesorius (sutrumpintas centrinis procesorius) yra svarbi kompiuterio dalis, veikianti kaip smegenys. Ir mes tai jau žinome. Bet ko mes galime nežinoti, yra metodai, kurie daro procesorių efektyvų. Viena iš šių technikų yra Vamzdynas . Jei norite sužinoti kas yra konvejerinis procesorius ir kaip konvejerinis procesas pagerina procesoriaus našumą tada perskaitykite šį įrašą.
Kas yra kompiuterio procesoriaus vamzdynas?
Informatikos moksle instrukcija yra komanda, kurią programa duoda centriniam procesoriui. Jį sudaro mašinos kalbos kodas, kurį CPU supranta ir vykdo. Pavyzdžiui, |_+_| yra instrukcija, naudojama nurodyti CPU saugoti informaciją RAM. Vamzdynų klojimas yra technika naudojami kuriant šiuolaikinius procesorius. Tai padidina bendrą komandų pralaidumą (per sekundę vykdomų instrukcijų skaičius), padalinant instrukcijas į papildomas užduotis, kurias CPU gali apdoroti lygiagrečiai.
„Windows“ programų trikčių šalinimo įrankis
Kas yra konvejerinis procesorius?
Konvejerinis procesorius veikia konvejerinio perdavimo principu, suskaidydamas instrukcijų rinkinį į keletą papildomų užduočių, kur kiekviena antrinė užduotis atlieka vieną operaciją. Dujotiekis turi 2 galiniai taškai: įėjimas ir išėjimas . Tarp šių galų yra sukauptos kelios papildomos užduotys taip, kad vienos papildomos užduoties išvestis būtų prijungta prie kitos papildomos užduoties įvesties. Todėl konvejerinis procesorius vienu metu vykdo daugiau nei vieną papildomą užduotį.
fixing.net sistema
Taip pat skaitykite: Topologijos tipų paaiškinimas kompiuterių tinkle .
Kaip vamzdynas pagerina procesoriaus našumą?
Paprastai CPU gali pažeisti instrukcijas šiais atvejais. 4 papildomos užduotys (labai elementariai):
- Atsinešti - gauti instrukcijas iš atminties.
- iššifruoti - dekodavimo instrukcijos.
- Išpildyti - nurodymų vykdymas.
- Rašyti – rezultato įrašymas atgal į atmintį.
Dabar tarkim CPU turi atskirą bloką, skirtą kiekvienai iš šių papildomų užduočių atlikti. . Kol vienas blokas vykdo papildomą užduotį, kiti procesoriaus blokai bus neaktyvūs ir per tą laiką nieko nedarys. Konvejerinis sujungimas išnaudoja šių neveikiančių vienetų pranašumus ir naudoja juos kitoms eilėje esančioms instrukcijoms apdoroti.
Supraskime tai pavyzdžiu. Pažvelkite į šį paveikslėlį:
mycard2go apžvalga
Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kaip dviejų instrukcijų rinkinys vykdomas nekonvejerinėje CPU aplinkoje ir konvejerinio procesoriaus aplinkoje. Kaip matote, nekonvejerinis CPU užtrunka 8 ciklus, kad įvykdytų 2 instrukcijas, o konvejerinis CPU vykdo tą patį instrukcijų rinkinį tik per 5 ciklus.
Atidžiau pažvelgus, konvejerinis procesorius naudoja savo „Fetch“ bloką, kad įvykdytų pirmąją antrosios komandos antrinę užduotį, o jo dekodavimo blokas jau vykdo antrąją pirmosios komandos antrinę užduotį. Todėl jis naudoja antrąjį bloką tuo pačiu metu kaip ir pirmąjį bloką, kuris kitu atveju būtų neaktyvus nekonvejerinėje aplinkoje.
Taigi, padidinus tam tikro komandų rinkinio vykdymo greitį, padidėja procesoriaus greitis. Ir štai kaip konvejerinis procesas pagerina procesoriaus efektyvumą. Čia svarbu atkreipti dėmesį yra tai, kad konvejerinis procesas nesutrumpina laiko, per kurį procesorius įvykdo komandą. Atvirkščiai, tai padidina instrukcijų, kurias CPU gali apdoroti vienu metu, skaičių. Taigi papildomų užduočių skaičiaus padidinimas tikrai nereiškia, kad konvejerinis CPU bus greitesnis už nekonvejerinį CPU. Tiesą sakant, nekonvejeriniam procesoriui vienai komandai vykdyti gali prireikti mažiau laiko nei konvejeriniam CPU, atsižvelgiant į dalyvaujančių konvejerinių etapų skaičių (antrinių užduočių skaičių).
Tikiuosi, kad iš aukščiau pateikto paaiškinimo bus aišku, kas yra kompiuterio procesoriaus vamzdynas. Jei turite kokių nors abejonių, pasidalykite jais toliau pateiktame komentarų skyriuje.
kairės rankos pelės žymekliai
Ar vamzdynų sudarymas pagerina procesoriaus našumą?
Dujotiekio architektūra padidina per procesoriaus ciklą apdorojamų instrukcijų skaičių. Padidinus instrukcijų pralaidumą, jis padidina bendrą procesoriaus našumą. Tačiau jei instrukcijų rinkinį sudaro sudėtingos instrukcijos (pvz., šakos instrukcijos), CPU iš anksto nežinos, kur skaityti kitą komandą, ir turi laukti, kol dabartinė instrukcija bus visiškai įvykdyta. Tokiais atvejais konvejerinė architektūra gali nesuteikti procesoriaus efektyvumo.
Ar vamzdynų sudarymas padidina vykdymo laiką?
Konvejerinis sujungimas padidina instrukcijų, vykdomų vienu metu, skaičių kiekviename laikrodžio cikle. Tačiau tai nebūtinai padidina laiką, kurio reikia vienai komandai įvykdyti. Pavyzdžiui, konvejerinis procesas netinka filialų komandoms vykdyti, o tai nukreipia nuoseklų vykdymą į kitą kelią. Dėl šios netvarkos dujotiekis gali nutrūkti arba jį visiškai išvalyti, nebent bus įdiegti tinkami būdai, kaip išspręsti atšakų problemas.
Skaityti daugiau: Kaip apriboti procesoriaus naudojimą sistemoje „Windows“. .
