Новосибирский государственный университетФакультет информационных технологий |
Конвейерные процессоры - современные процессоры, использующие конвейерный принцип обработки информации, что позволяют обрабатывать более одной команды одновременно. Этот принцип подразумевает, что в каждый момент времени процессор работает над различными стадиями выполнения нескольких команд, причем на выполнение каждой стадии выделяются отдельные аппаратные ресурсы. По очередному тактовому импульсу каждая команда в конвейере продвигается на следующую стадию обработки, выполненная команда покидает конвейер, а новая поступает в него.
Конвейеризация - архитектурный прием, используемый в современных процессорах с целью повышения быстродействия.
Идея заключается в разделении обработки компьютерной команды на последовательность независимых стадий с сохранением результатов в конце каждой стадии.
Обычно для выполнения каждой инструкции требуется осуществить некоторое количество однотипных операций, например, получение инструкции, раскодирование инструкции и т.п. Каждую из этих операций сопоставляют одной ступени конвейера. Некоторые современные процессоры имеют более 30 ступеней в конвейере, что повышает производительность процессора, но, однако, приводит к увеличению длительности простоя (например, в случае ошибки в предсказании условного перехода). Не существует единого мнения по поводу оптимальной длины конвейера: различные программы могут иметь различные требования.
По способу синхронизации работы ступеней конвейеры могут быть синхронными и асинхронными. Для традиционных ВМ характерны синхронные конвейеры. Связано это, прежде всего, с синхронным характером работы процессоров. Ступени конвейеров в процессоре обычно располагаются близко друг от друга, благодаря чему тракты распространения сигналов синхронизации получаются достаточно короткими и фактор «перекоса» сигналов становится не столь существенным. Асинхронные конвейеры оказываются полезными, если связь между ступенями не столь сильна, а длина сигнальных трактов между разными ступенями сильно рознится. Примером асинхронных конвейеров могут служить систолические массивы.
Ключевые термины: процессор;
Федотова Ольга |
НГУ ФИТ НГУ ИВТ СО РАН |