Лекции по "Технологии"

Лекция 3:12

Аннотация: Бұл дәрісте IA-32 микропроцессорларының конвейерлік құрылымының дамуы және осы микропроцессорлардың өнімділігін арттыратын басқа да технологиялар қарастырылады: суперскалярлық архитектура, командалардың динамикалық (спекулятивтік) орындалуы Мақсаты: студенттерді мәліметтерді параллельді өңдеудің кейбір принциптерімен таныстыру. суперскалярлық нұсқаулық құбырларының арқасында орталық процессордың архитектурасына байланысты белгілі бір кодтың тиімділігін анықтау дағдылары мен дағдыларын қалыптастыру.

Түйінді сөздер: конвейернаяобработка,конвейеризация,дешифрование,операции,АЛУ,вычисление,эффективныйадрес,EU,executionunit,addressunit,микрооперация,prefetcher,instructiondecoder,addressgeneration,IA-32,команда,вещественнаяарифметика,динамическое,исполнение,глубокоепредсказаниеветвлений,анализпотокаданных,опережающееисполнениекоманд,RISC,потокинструкций,поток,буфер,пул,инструкция,суперскалярнаяархитектура,динамическоеисполнение

Командалық құбырлар

MP 80286 өнімділігін отбасының базалық үлгісімен салыстырғанда айтарлықтай арттыру IA 32 отбасының архитектурасына құбырды өңдеуді енгізудің арқасында мүмкін болды Құбырларды төсеу бірнеше ішкі MP блоктарын бір уақытта жұмыс істеуге мүмкіндік береді (5.1-кесте), командалардың шифрын шешуді, ALU операцияларын, тиімді адресті және бірнеше командалардың цикл шинасын есептеуді біріктіретін.MP 80286 4 конвейер құрылғысын қамтиды:

• BU(Bus Unit)-шиналық блок (жадтан оқу және енгізу/шығару порттарынан);

• IU(Instruction Unit)-командалық блок (командалық декодтау);

• EU(Executive Unit)-атқарушы бірлік (командаларды орындау);

• AU(Address Unit)-адрес бірлігі (барлық мекенжайларды есептейді, физикалық адресті жасайды).

5.1-кесте МП 80286 командалық құбыры

Автобус циклдері

Құбырларды тарту идеясы осы отбасының келесі үлгілерінде әзірленді.VMP Intel-486 командаларды өңдеу үшін бес сатылы құбырды жүзеге асырды:

• PF(Prefetch) – команданы алдын ала таңдау;

• D1(Instruction Decode) – команданы декодтау;

• D2(Address Generate) – адресті генерациялау;

• EX(Execute)- ALU-да командаларды орындау және кэш жадыға қол жеткізу;

• WB(Write Back) – кері жазу.

[pic 1]

5.1-сурет MPP entium архитектурасының құрылымдық схемасы

Pentium процессорларының (5.1-сурет) және одан кейінгі жаңа микроархитектурасы суперскалярлық өңдеу идеясына негізделген.Супер скаляр пәрмендерді өңдеуге арналған бірнеше конвейердің болуын білдіреді (скаляр – бір құбырлы архитектураға қарағанда). VMP Pentium командалары ішкі екі тәуелсіз орындау конвейеріне (U және V) таратылады.U конвейері бүтін және өзгермелі нүкте нұсқауларын қоса, кез келген IA-32 топ нұсқауларын орындай алады.V конвейері қарапайым бүтін сандарды және кейбір өзгермелі нұсқауларды орындауға арналған. Нүктелік нұсқаулар.Осы құрылғылардың әрқайсысына командалар бір уақытта жіберілуі мүмкін және құрылғының басқаруымен командалар жұбының бір циклінде берілгенде, күрделірек нұсқау U құбырына, ал күрделі емес нұсқа V құбырына түседі (кесте 5.2).Бірақ командаларды мұндай жұптық өңдеу (жұптастыру) бүтін командалардың шектеулі жиыны үшін ғана мүмкін. Нақты арифметикалық нұсқауларды бүтін командалармен қатар орындау мүмкін емес.Екі команданы бір уақытта шығару тек регистрлік тәуелділіктер болмаған жағдайда ғана мүмкін болады.