Mikä on tietokoneen CPU-putkisto?

CPU-liukuhihna on sarja käsittelyvaiheita tietokoneen keskusyksikössä (CPU). Vaiheet ovat tyypillisesti nouto, dekoodaus, suoritus ja takaisinkirjoitus. Liukuputki on useimpien prosessorien perussuunnitteluelementti, ja sen tarkoituksena on parantaa suorituskykyä. Jakamalla käskyjen käsittelyn eri vaiheisiin CPU voi käsitellä useita käskyjä samanaikaisesti. Tämä tunnetaan rinnakkaisuutena tai rinnakkaiskäsittelynä, ja se voi parantaa merkittävästi suorituskykyä. Siitä aiheutuu kuitenkin lisääntynyt monimutkaisuus, ja se voi aiheuttaa viiveitä (tunnetaan putkistopysähdyksinä), jos ohjeita on suoritettava epäjärjestyksessä.

Tässä viestissä selitämme mikä on tietokoneen prosessoriputki . Keskusyksikkö (lyhenne sanoista keskusyksikkö) on tärkeä osa tietokonetta, joka toimii kuten aivot. Ja me tiedämme sen jo. Mutta mitä emme ehkä tiedä, ovat tekniikat, jotka tekevät suorittimesta tehokkaan. Yksi näistä tekniikoista on Putkilinjaus . Jos haluat tietää mikä on liukuhihnaprosessori ja kuinka liukuhihna parantaa suorittimen suorituskykyä lue sitten tämä viesti.

Mikä on tietokoneen CPU-putkisto?

Tietojenkäsittelytieteessä käsky on käsky, jonka ohjelma antaa keskusprosessorille. Se koostuu konekielikoodista, jonka CPU ymmärtää ja suorittaa. Esimerkiksi |_+_| on ohje, jota käytetään käskemään CPU:ta tallentamaan tietoja RAM-muistiin. Putkilinjaus on tekniikka käytetään nykyaikaisten prosessorien kehittämisessä. Tämä lisää komentotehoa (sekunnissa suoritettujen käskyjen määrä) jakamalla käskyt alitehtäviin, joita CPU voi käsitellä rinnakkain.

teamviewer-ääni ei toimi

Mikä on liukuhihnaprosessori?

Liukuhihna-prosessori toimii liukuhihnan periaatteella jakaa käskyjoukon useiksi osatehtäviksi, joissa jokainen osatehtävä suorittaa yhden toiminnon. Putkilinjalla on 2 päätepistettä: sisääntulo ja poistuminen . Näiden päiden väliin kerääntyy useita alitehtäviä siten, että yhden alitehtävän lähtö kytketään seuraavan alitehtävän tuloon. Siksi liukuhihna-prosessori suorittaa useamman kuin yhden alitehtävän samanaikaisesti.

paras Twitter-sovellus Windows 10: lle

Lue myös: Topologiatyyppien selitys tietokoneverkossa .

Kuinka liukuhihna parantaa prosessorin suorituskykyä?

Yleensä CPU voi rikkoa käskyn seuraavissa tapauksissa. 4 alatehtävää (hyvin perustasolla):

• Tuoda – hakea ohjeet muistista.
• tulkita - dekoodausohjeet.
• Täytä - ohjeiden toteuttaminen.
• Kirjoittaa – tuloksen kirjoittaminen takaisin muistiin.

Oletetaan nyt CPU:ssa on oma lohko suorittaakseen jokaisen näistä alitehtävistä. . Kun yksi lohko suorittaa alitehtävää, muut CPU-lohkot ovat valmiustilassa eivätkä tee mitään sinä aikana. Liukuinti hyödyntää näitä tyhjäkäynnillä olevia yksiköitä käyttämällä niitä muiden jonossa olevien käskyjen käsittelyyn.

Ymmärretään tämä esimerkin avulla. Katso seuraavaa kuvaa:

camstudio avoimen lähdekoodin

Yllä oleva kuva näyttää, kuinka kahden käskyn joukko suoritetaan liukuhihnattomassa CPU-ympäristössä ja liukuhihnaisessa CPU-ympäristössä. Kuten näet, liukuhihnaa käyttävä CPU suorittaa 8 sykliä suorittaakseen 2 käskyä, kun taas liukuhihna-prosessori suorittaa samat käskyt vain 5 jaksossa.

Tarkemmin katsottuna liukuhihnalla oleva CPU käyttää Fetch-lohkoaan toisen käskyn ensimmäisen alitehtävän suorittamiseen, kun taas sen Decode-lohko suorittaa jo ensimmäisen käskyn toista alitehtävää. Siksi se käyttää toista lohkoa samanaikaisesti ensimmäisen lohkon kanssa, joka muuten olisi käyttämättömänä ei-liukuhihnaympäristössä.

Tietyn käskyjoukon suoritusnopeuden lisääminen lisää siis prosessorin nopeutta. Ja tässä on kuinka liukuhihna parantaa prosessorin tehokkuutta. Tärkeää huomioida tässä Liukuhihna ei lyhennä aikaa, joka prosessorilta kuluu käskyn suorittamiseen. Pikemminkin se lisää niiden käskyjen määrää, joita CPU voi käsitellä samanaikaisesti. Joten alitehtävien määrän lisääminen ei todellakaan tarkoita, että liukuhihna-prosessori olisi nopeampi kuin liukuhihnaa käyttämätön CPU. Itse asiassa liukuhihnaa käyttämättömällä CPU:lla saattaa kulua vähemmän aikaa yhden käskyn suorittamiseen kuin liukuhihna-prosessorilla, riippuen mukana olevien liukuhihnavaiheiden määrästä (alitehtävien määrä).

Toivon, että yllä oleva selitys tekee selväksi, mikä tietokoneen CPU-putkisto on. Jos sinulla on epäilyksiä, jaa ne alla olevassa kommenttiosassa.

virhe 0x80073701

Parantaako liukuhihna prosessorin suorituskykyä?

Pipeline-arkkitehtuuri lisää prosessorijaksoa kohden käsiteltyjen käskyjen määrää. Lisäämällä käskyjen suorituskykyä se lisää CPU:n yleistä suorituskykyä. Jos käskysarja kuitenkin koostuu monimutkaisista käskyistä (kuten haarakäskyistä), CPU ei tiedä etukäteen, mistä seuraava käsky tulee lukea, ja sen on odotettava, kunnes nykyinen käsky on suoritettu kokonaan. Tällaisissa tapauksissa liukuhihna-arkkitehtuuri ei välttämättä tarjoa suorittimen tehokkuutta.

Lisääkö liukuhihna suoritusaikaa?

Liukuinti lisää samanaikaisesti suoritettavien käskyjen määrää jokaisessa kellojaksossa. Mutta tämä ei välttämättä lisää aikaa, joka kuluu yhden käskyn suorittamiseen. Liukuhihna ei esimerkiksi sovellu haarakäskyjen suorittamiseen, mikä siirtää peräkkäisen suorituksen toiselle polulle. Tämä epäjärjestys voi rikkoa putkilinjan tai puhdistaa sen kokonaan, ellei sopivia menetelmiä oteta käyttöön haarojen ongelmien ratkaisemiseksi.

Lue lisää: Kuinka rajoittaa suorittimen käyttöä prosessille Windowsissa .