CPU konveijera ir virkne apstrādes posmu datora centrālajā procesora blokā (CPU). Posmi parasti ir ielāde, atkodēšana, izpilde un atpakaļrakstīšana. Cauruļvads ir būtisks vairuma CPU dizaina elements, un tā mērķis ir uzlabot veiktspēju. Sadalot instrukciju apstrādi atsevišķos posmos, centrālais procesors var apstrādāt vairākas instrukcijas vienlaikus. To sauc par paralēlismu vai paralēlo apstrādi, un tas var ievērojami palielināt veiktspēju. Tomēr tas notiek uz paaugstinātas sarežģītības rēķina, un tas var izraisīt aizkavēšanos (pazīstamas kā konveijera apstāšanās), ja instrukcijas ir jāizpilda neregulāri.
Šajā rakstā mēs paskaidrosim kas ir datora procesora cauruļvads . Centrālais procesors (saīsinājums no centrālā procesora bloka) ir svarīga datora sastāvdaļa, kas darbojas kā smadzenes. Un mēs to jau zinām. Bet tas, ko mēs, iespējams, nezinām, ir metodes, kas padara centrālo procesoru efektīvu. Viena no šīm metodēm ir Cauruļvadi . Ja vēlaties zināt kas ir konveijera centrālais procesors un kā konveijers uzlabo CPU veiktspēju tad izlasi šo ziņu.
Kas ir datora CPU cauruļvads?
Datorzinātnē instrukcija ir komanda, ko programma dod centrālajam procesoram. Tas sastāv no mašīnvalodas koda, ko centrālais procesors saprot un izpilda. Piemēram, |_+_| ir instrukcija, ko izmanto, lai norādītu CPU saglabāt informāciju RAM. Cauruļvadu veidošana ir tehnika izmanto mūsdienu procesoru izstrādē. Šis palielina kopējo komandu caurlaidspēju (sekundē izpildīto instrukciju skaits), sadalot instrukcijas apakšuzdevumos, kurus centrālais procesors var apstrādāt paralēli.
fltmgr.sys
Kas ir konveijera procesors?
Konveijera centrālais procesors darbojas pēc konveijera principa, sadalot instrukciju kopu vairākos apakšuzdevumos, kur katrs apakšuzdevums veic vienu darbību. Cauruļvadam ir 2 galapunkti: ieeja un izeja . Starp šiem galiem tiek uzkrāti vairāki apakšuzdevumi tā, ka viena apakšuzdevuma izvade tiek savienota ar nākamā apakšuzdevuma ievadi. Tāpēc konveijera centrālais procesors vienlaikus izpilda vairāk nekā vienu apakšuzdevumu.
fixing.net ietvars
Lasi arī: Topoloģijas veidu skaidrojums datortīklā .
Kā konveijeru veidošana uzlabo procesora veiktspēju?
Parasti CPU var pārkāpt instrukciju šādos gadījumos. 4 apakšuzdevumi (ļoti elementārā līmenī):
- Atnest - izgūt norādījumus no atmiņas.
- atšifrēt - dekodēšanas instrukcijas.
- Piepildīt - norādījumu izpilde.
- Rakstiet – ierakstot rezultātu atpakaļ atmiņā.
Tagad pieņemsim CPU ir īpašs bloks, lai veiktu katru no šiem apakšuzdevumiem. . Kamēr viens bloks izpilda apakšuzdevumu, pārējie CPU bloki būs dīkstāvē un šajā laikā neko nedarīs. Konveijera izveide izmanto šo dīkstāves vienību priekšrocības, izmantojot tās citu rindā esošo instrukciju apstrādei.
Sapratīsim to ar piemēru. Apskatiet šādu attēlu:
Augšējā attēlā parādīts, kā divu instrukciju kopa tiek izpildīta CPU vidē bez konveijera un konveijera CPU vidē. Kā redzat, CPU bez konveijera ir nepieciešami 8 cikli, lai izpildītu 2 instrukcijas, savukārt konveijera CPU izpilda to pašu instrukciju kopu tikai 5 ciklos.
kļūdas kods 0x80072f76 - 0x20016
Paskatoties cieši, konveijerais CPU izmanto savu ielādes bloku, lai izpildītu otrās instrukcijas pirmo apakšuzdevumu, savukārt tā atšifrēšanas bloks jau izpilda pirmās instrukcijas otro apakšuzdevumu. Tāpēc tas izmanto otro bloku vienlaikus ar pirmo bloku, kas citādi būtu dīkstāvē vidē bez konveijera.
Tādējādi, palielinot noteiktas instrukciju kopas izpildes ātrumu, palielinās procesora ātrums. Un šeit ir norādīts, kā konveijera uzlabošana uzlabo procesora efektivitāti. Šeit ir svarīgi atzīmēt ir tas, ka konveijeru izveide nesamazina laiku, kas procesoram nepieciešams, lai izpildītu instrukciju. Drīzāk tas palielina instrukciju skaitu, ko centrālais procesors var apstrādāt vienlaikus. Tātad apakšuzdevumu skaita palielināšana patiesībā nenozīmē, ka konveijerais CPU būs ātrāks par CPU bez konveijera. Faktiski CPU, kam nav konveijera, vienas instrukcijas izpilde var aizņemt mazāk laika nekā konveijera CPU atkarībā no iesaistīto konveijera posmu skaita (apakšuzdevumu skaita).
Es ceru, ka iepriekš sniegtais skaidrojums skaidri parāda, kas ir datora CPU cauruļvads. Ja jums ir kādas šaubas, lūdzu, kopīgojiet tos tālāk sniegtajā komentāru sadaļā.
powershell skripts, lai visiem lietotājiem noņemtu Windows 10 lietotnes
Vai konveijeru izveide uzlabo procesora veiktspēju?
Cauruļvada arhitektūra palielina vienā procesora ciklā apstrādāto instrukciju skaitu. Palielinot instrukciju caurlaidspēju, tas palielina CPU kopējo veiktspēju. Tomēr, ja instrukciju kopa sastāv no sarežģītām instrukcijām (piemēram, filiāles instrukcijām), centrālais procesors iepriekš nezinās, kur lasīt nākamo instrukciju, un tam jāgaida, līdz pašreizējā instrukcija ir pilnībā izpildīta. Šādos gadījumos konveijera arhitektūra var nenodrošināt CPU efektivitāti.
Vai konveijeru izveide palielina izpildes laiku?
Cauruļvadu veidošana palielina vienlaicīgi izpildīto instrukciju skaitu katrā pulksteņa ciklā. Bet tas ne vienmēr palielina laiku, kas nepieciešams vienas instrukcijas izpildei. Piemēram, konveijeru veidošana nav piemērota filiāļu instrukciju izpildei, kas novirza secīgo izpildi uz citu ceļu. Šī dezorganizācija var pārraut cauruļvadu vai to pilnībā iztīrīt, ja vien netiek ieviestas piemērotas metodes, lai atrisinātu problēmas ar zariem.
Lasīt vairāk: Kā ierobežot CPU izmantošanu procesam sistēmā Windows .
