Un pipeline de CPU és una sèrie d'etapes de processament a la unitat de processament central (CPU) d'un ordinador. Les etapes solen ser la recuperació, la descodificació, l'execució i la reescriptura. El pipeline és un element de disseny fonamental de la majoria de CPU i el seu propòsit és millorar el rendiment. En dividir el processament d'instruccions en etapes separades, la CPU pot mantenir el processament d'instruccions múltiples al mateix temps. Això es coneix com a paral·lelisme o processament paral·lel, i pot suposar un augment significatiu del rendiment. Tanmateix, té el preu d'una major complexitat i pot introduir retards (coneguts com a parades de canonades) si les instruccions s'han d'executar fora d'ordre.
En aquest post us explicarem què és un processador d'ordinadors . La unitat central de processament (abreviatura de unitat central de processament) és una part important de l'ordinador, que funciona com el cervell. I ja ho sabem. Però el que potser no sabem són les tècniques que fan que la CPU sigui eficient. Una d'aquestes tècniques és Canalització . Si vols saber què és la CPU canalitzada i com la canalització millora el rendiment de la CPU aleshores llegiu aquest post.
Què és un pipeline de CPU d'ordinador?
En informàtica, una instrucció és una ordre donada per un programa al processador central. Consisteix en codi de llenguatge màquina que la CPU entén i executa. Per exemple, |_+_| és una instrucció que s'utilitza per dir a la CPU que emmagatzemi informació a la memòria RAM. El pipeline és una tècnica utilitzat en el desenvolupament de processadors moderns. Això augmenta el rendiment global de les comandes (nombre d'instruccions executades per segon) dividint les instruccions en subtasques que la CPU pot processar en paral·lel.
l’àudio de teamviewer no funciona
Què és un processador pipelined?
Una CPU canalitzada funciona segons el principi de canalització, dividint un conjunt d'instruccions en una sèrie de subtasques, on cada subtassca realitza una operació. La canonada té 2 punts finals: entrada i sortida . S'acumulen diverses subtasques entre aquests extrems de tal manera que la sortida d'una subtasca es connecta amb l'entrada de la següent subtassca. Per tant, la CPU canalitzada executa més d'una subtasca alhora.
millor aplicació de twitter per a Windows 10
Llegeix també: Explicació dels tipus de topologia en una xarxa d'ordinadors .
Com la pipeline millora el rendiment del processador?
Generalment, la CPU pot trencar una instrucció en els casos següents. 4 subtasques (a nivell molt bàsic):
- Porta - Obtenir instruccions de la memòria.
- desxifrar - Instruccions de descodificació.
- Complir - Execució d'instruccions.
- Escriu - Escriure el resultat a la memòria.
Ara suposem La CPU té un bloc dedicat per realitzar cadascuna d'aquestes subtasques. . Mentre un bloc està executant una subtasca, la resta de blocs de CPU estaran inactius, sense fer res durant aquest temps. La canalització aprofita aquestes unitats inactives utilitzant-les per processar altres instruccions en cua.
Entenem-ho amb un exemple. Mireu la figura següent:
convertidor de vídeo en qualsevol moment
La figura anterior mostra com s'executa un conjunt de dues instruccions en un entorn de CPU no canalitzat i en un entorn de CPU canalitzat. Com podeu veure, una CPU sense canalització triga 8 cicles per executar 2 instruccions, mentre que una CPU canalitzada executa el mateix conjunt d'instruccions en només 5 cicles.
Mirant de prop, la CPU canalitzada està utilitzant el seu bloc Fetch per executar la primera subtasca de la segona instrucció, mentre que el seu bloc Decode ja està executant la segona subtasca de la primera instrucció. Per tant, utilitza el segon bloc al mateix temps que el primer bloc, que d'altra manera estaria inactiu en un entorn no canalitzat.
Per tant, augmentar la velocitat d'execució d'un conjunt d'instruccions donat augmenta la velocitat del processador. I així és com la canalització millora l'eficiència del processador. Important tenir en compte aquí és que la canalització no redueix el temps que triga el processador a executar una instrucció. Més aviat, augmenta el nombre d'instruccions que la CPU pot processar al mateix temps. Per tant, augmentar el nombre de subtasques realment no vol dir que una CPU canalitzada sigui més ràpida que una CPU sense canalització. De fet, una CPU no canalitzada pot trigar menys temps a executar una única instrucció que una CPU canalitzada, depenent del nombre d'etapes de canalització implicades (nombre de subtasques).
Espero que l'explicació anterior deixi clar què és el pipeline de la CPU d'un ordinador. Si teniu dubtes, compartiu-los a la secció de comentaris a continuació.
diccionari de google firefox
La canalització millora el rendiment del processador?
L'arquitectura pipeline augmenta el nombre d'instruccions processades per cicle del processador. En augmentar el rendiment de les instruccions, augmenta el rendiment general de la CPU. Tanmateix, si el conjunt d'instruccions consta d'instruccions complexes (com ara instruccions de branca), la CPU no sabrà per endavant on llegir la següent instrucció i haurà d'esperar fins que la instrucció actual s'hagi executat completament. En aquests casos, és possible que l'arquitectura canalitzada no proporcioni eficiència de la CPU.
La canalització augmenta el temps d'execució?
La canalització augmenta el nombre d'instruccions executades simultàniament en cada cicle de rellotge. Però això no necessàriament augmenta el temps que triga a executar una única instrucció. Per exemple, la canalització no és adequada per executar instruccions de branca, que desvia l'execució seqüencial a un altre camí. Aquesta desorganització pot trencar la canonada o netejar-la completament, tret que s'introdueixin mètodes adequats per resoldre problemes amb branques.
Llegeix més: Com limitar l'ús de la CPU per a un procés a Windows .
