Pipelining là gì

  -  

+ Hạn chế:- Các lệnh được triển khai tiếp tục nhau- Xuất hiện tại khoảng chừng thời gian rỗi (stall) giữa những khâu- Lệnh trước tiến hành dứt mới mang lại lệnh sauKỹ thuật pipeline được giới thiệu để tận dụng nhữngstall này, từ bỏ kia tăng tốc độ cho vi xử lý




Bạn đang xem: Pipelining là gì

*

KIẾN TRÚC MÁY TÍNH VÀ HỆ ĐIỀU HÀNH CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.2. Điều khiển Pipelining CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.1. Tuần tự Von Neumann và Pipeline * Cấu trúc tuần tự: + Thực hiện tại các lệnh một giải pháp tuần từ bỏ. + 5 khâu : - IF (Instruction Fetch) : Nhận lệnh - ID (Instruction Decode) : Giải mã lệnh - DF (Data Fetch) : Nhận tài liệu - EX (Execution) : Thực hiện tại lệnh - DS (Data Save) : Lưu kết quả CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.1. Tuần tự Von Neumann và Pipeline * Cấu trúc tuần tự: + Ví dụ: - Giả sử mỗi lệnh thực hiện trong một chu kì τ - Mỗi khâu triển khai trong thời gian τ /5 - Với n lệnh : Ttuần từ bỏ = τ *n CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.1. Tuần tự Von Neumann và Pipeline * Cấu trúc tuần tự: + Hạn chế: - Các lệnh được triển khai thường xuyên nhau - Lệnh trước thực hiện dứt mới đến lệnh sau - Xuất hiện nay khoảng thời hạn rỗi (stall) giữa các khâu Kỹ thuật pipeline được chỉ dẫn để tận dụng tối đa đều stall này, tự kia tăng tốc độ cho vi cách xử lý CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.1. Tuần tự Von Neumann và Pipeline * Cấu trúc Pipeline: + 5 khâu của một lệnh vào MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) F (Fetch) : Nhận lệnh. 1. D (Decode) : Giải mã lệnh. 2. X (Execution) : Thực hiện nay lệnh. 3. M (Memory Access) : Truy nhập bộ lưu trữ. 4.

Xem thêm: Ethtrade Là Gì ? Có Lừa Đảo Scam? Nên Đầu Tư Vào Ethtrade Không?



Xem thêm: Kiểm Tra Pass Wifi Trên Android, Mẹo Hay 3 Cách Xem Pass Wifi Trên Android

W (Result Write Back) : Ghi công dụng 5. CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.1. Tuần tự Von Neumann và Pipeline * Cấu trúc Pipeline: + Mô hình Pipeline lý tưởng: thông lượng trung bình là một trong những CPI (Clock Cycle per Instruction) CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.1. Tuần tự Von Neumann và Pipeline * Cấu trúc Pipeline: + Mô hình Pipeline lý tưởng: Tpipeline = τ + τ * (n-1)/m - Tính toán: Thời gian nhằm triển khai 1 quy trình là τ /5. Thời gian để tiến hành 1 lệnh là τ Thời gian nhằm triển khai 2 lệnh là τ + τ /5 Thời gian để tiến hành 3 lệnh là τ + τ *2/5 … Thời gian để thực hiện n lệnh là τ + τ *(n-1)/5 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.1. Tuần tự Von Neumann và Pipeline * Định nghĩa Pipelining: + Kỹ thuật triển khai lệnh trong các số đó các lệnh được th ực hiện nay theo kiểu gối đầu nhằm mục đích tận dụng tối đa hầu hết khoảng tầm thời gian rỗi (stalls) thân các quy trình (stages), qua đó có tác dụng tăng vận tốc thực hiện lệnh của vi cập nhật (VXL). + Trong trường hòa hợp không có xung hốt nhiên có thể tăng t ốc độ vi xử trí lên 400%. CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) * Xung bỗng kết cấu (Structural Hazard) * Xung hốt nhiên tài liệu (Data Hazard) * Xung bỗng dưng tinh chỉnh và điều khiển (Control Hazard) CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung đột cấu trúc: xẩy ra Khi tất cả 2 lệnh thuộc nỗ lực sử dụng cùng 1 mối cung cấp tại cùng một thời điểm - lúc 2 lệnh thuộc ghi công dụng vào 1 tkhô cứng ghi: Địa Chỉ R1, R2, R3 SUB R1, R4, R5 - lúc cả hai lệnh cùng truy cập vào 1 ô nh ớ trên thuộc 1 thời điểm. - Khi cả 2 lệnh cùng từng trải một cỗ tính tân oán số học (bộ cùng, bộ nhân, cỗ chia). CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung tự dưng cấu trúc: - Xung bất chợt xẩy ra Lúc câu hỏi nạp lệnh cùng gọi tài liệu từ bộ lưu trữ diễn ra đồng thời - Những kí hiệu “o” cyếu vào đại diện đến chu kì tr ễ (stall cycles) sẽ được thực hiện trường hợp ta áp dụng bộ lưu trữ đối chọi lưu trữ cả lệnh vào tài liệu CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung bỗng nhiên cấu trúc: - lúc cả stage X cùng D hầu hết trải đời cỗ cộng, mà lại chỉ có 1 cỗ cùng trong VXL CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung đột nhiên dữ liệu: - RAW (Read after Write): Instruction 1: Showroom R2, R1, R3 R2 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung bất chợt dữ liệu: - WAR (Write after Read): Instruction 1: Showroom R1, R2, R3 R1 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung bỗng dưng dữ liệu: - WAW (Write after Write) Instruction 1: Địa chỉ cửa hàng R2, R1, R3 R2 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung chợt điều khiển: -Control Hazard xẩy ra Khi gồm lệnh rẽ nhánh -Khi lệnh rẽ nhánh được thử khám phá tiến hành, con trỏ cỗ đếm lịch trình (PC) vẫn gửi cho tới liên quan đích bằng cách cộng thêm 4  Nhảy cho tới đúng thúc đẩy đích: rẽ nhánh Taken  Trường thích hợp ngược lại Gọi là nhánh Untaken. -Khi lệnh i bao gồm nhánh taken thì PC sẽ không còn rứa đ ổi như bình thường tới hết khâu M (memory access) CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung bỗng nhiên điều khiển: -Pmùi hương pháp đơn giản độc nhất vô nhị để khắc phục control hazard là khiến trễ kịp lúc trên pipeline để vạc hiện tại nhánh cho đến khâu M, áp dụng cực hiếm bắt đầu của PC. F D X M W Lệnh nhánh Stall F D X M W Nhánh kế thừa F Stall F D X M W Nhánh thừa kế +1 F D X M W Nhánh kế thừa +2 F D X M Nhánh kế thừa +3 F D X Nhánh thừa kế +4 F D Nhánh thừa kế +5 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.2. Điều khiển Pipelining + Xung đột nhiên (Hazard) là một trong những nhân tố đặc trưng tác động trực tiếp cho tới vận tốc của VXL trong chuyên môn Pipeline + Một số chuyên môn giải quyết xung bỗng nhiên chủ yếu: - Ckém trễ - Tổ chức lại những lệnh - Sử dụng mặt đường tài liệu nội quan trọng đặc biệt - Tomasulo - Định biểu CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.2. Điều khiển Pipelining3.2.1. Chèn trễ + Kỹ thuật ckém trễ được áp dụng khá có ích để giải quyết và xử lý các xung bỗng về cấu trúc cũng giống như về dữ liệu: + Ví dụ: + Xung bất chợt tài liệu xẩy ra Lúc lệnh 1 chưa lưu giữ kết quả vào R1 thì lệnh 2 sẽ thực hiện trừ R1 cho R5 (RAW)