PIPELINING LÀ GÌ

+ Hạn chế:- Các lệnh được tiến hành thường xuyên nhau- Xuất hiện khoảng tầm thời hạn rỗi (stall) thân các khâu- Lệnh trước triển khai xong new mang đến lệnh sauKỹ thuật pipeline được đưa ra nhằm tận dụng tối đa nhữngstall này, trường đoản cú kia tăng tốc độ cho vi xử lý


*

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 những lệnh một phương pháp tuần trường đoản cú.

Bạn đang xem: Pipelining là gì

+ 5 khâu : - IF (Instruction Fetch) : Nhận lệnh - ID (Instruction Decode) : Giải mã lệnh - DF (Data Fetch) : Nhận dữ liệu - EX (Execution) : Thực hiện tại lệnh - DS (Data Save) : Lưu tác dụng 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 triển khai trong 1 chu kì τ - Mỗi khâu tiến hành vào thời hạn τ /5 - Với n lệnh : Ttuần từ = 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 liên tiếp nhau - Lệnh trước triển khai hoàn thành mới cho lệnh sau - Xuất hiện tại khoảng chừng thời hạn rỗi (stall) giữa các khâu Kỹ thuật pipeline được giới thiệu để tận dụng hồ hết stall này, từ kia tăng tốc độ mang lại vi 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 trong MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) F (Fetch) : Nhận lệnh. 1. D (Decode) : Giải mã lệnh. 2. X (Execution) : Thực hiện lệnh. 3. M (Memory Access) : Truy nhập bộ nhớ lưu trữ. 4.

Xem thêm: Tải Game Nuôi Rồng Miễn Phí, Game Nuôi Rồng Chiến Đấu Dragon Mania Legends 5

W (Result Write Back) : Ghi kết quả 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 1 trong những CPI (Cloông chồng 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 để tiến hành 1 công đoạn là τ /5. Thời gian để triển khai 1 lệnh là τ Thời gian để thực hiện 2 lệnh là τ + τ /5 Thời gian nhằm thực hiện 3 lệnh là τ + τ *2/5 … Thời gian nhằm triển khai 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 tiến hành lệnh trong số ấy các lệnh được th ực hiện tại theo kiểu gối đầu nhằm mục đích tận dụng số đông khoảng chừng thời gian rỗi (stalls) giữa các quy trình (stages), thông qua đó làm tăng vận tốc triển khai lệnh của vi cập nhật (VXL). + Trong trường hợp không có xung bất chợt hoàn toàn có thể tăng t ốc độ vi cách xử lý lên 400%. CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) * Xung tự dưng cấu tạo (Structural Hazard) * Xung tự dưng tài liệu (Data Hazard) * Xung đột tinh chỉnh (Control Hazard) CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung bỗng nhiên cấu trúc: xẩy ra lúc bao gồm 2 lệnh cùng nỗ lực thực hiện cùng 1 mối cung cấp tại cùng 1 thời điểm - Lúc 2 lệnh thuộc ghi hiệu quả vào 1 thanh ghi: Showroom R1, R2, R3 SUB R1, R4, R5 - Khi cả 2 lệnh cùng truy cập vào 1 ô nh ớ trên cùng 1 thời điểm. - lúc cả 2 lệnh cùng thưởng thức một cỗ tính tân oán số học tập (bộ cộng, bộ nhân, bộ chia). CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung bỗng cấu trúc: - Xung bỗng nhiên xẩy ra Lúc việc hấp thụ lệnh và phát âm dữ liệu từ bỏ bộ nhớ diễn ra cùng lúc - Những kí hiệu “o” cnhát vào thay mặt mang đến chu kì tr ễ (stall cycles) sẽ được sử dụng nếu như ta thực hiện bộ nhớ đơn lưu trữ cả lệnh vào dữ liệu CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung bỗng cấu trúc: - khi cả stage X với D phần nhiều đề xuất cỗ cùng, nhưng mà chỉ có một cỗ cùng vào VXL CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung bỗng dữ liệu: - RAW (Read 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 bỗng dữ liệu: - WAR (Write after Read): Instruction 1: Địa Chỉ 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 R2, R1, R3 R2 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.1. Kỹ thuật Pipelining3.1.2. Xung đột (Hazard) + Xung bỗng dưng điều khiển: -Control Hazard xẩy ra lúc có lệnh rẽ nhánh -khi lệnh rẽ nhánh được những hiểu biết tiến hành, nhỏ trỏ bộ đếm chương trình (PC) vẫn đưa tới tương tác đích bằng phương pháp cộng thêm 4  Nhảy cho tới đúng ảnh hưởng đích: rẽ nhánh Taken  Trường hòa hợp trở lại Gọi là nhánh Untaken. -Khi lệnh i gồm nhánh taken thì PC sẽ không còn cố kỉnh 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 tự dưng điều khiển: -Phương pháp đơn giản tốt nhất để hạn chế và khắc phục control hazard là khiến trễ đúng lúc trên pipeline để phạt hiện nhánh cho đến khâu M, áp dụng quý giá new 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 thừa kế +2 F D X M Nhánh thừa kế +3 F D X Nhánh thừa kế +4 F D Nhánh kế thừa +5 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.2. Điều khiển Pipelining + Xung bỗng (Hazard) là 1 nhân tố đặc biệt ảnh hưởng thẳng tới vận tốc của VXL trong kỹ thuật Pipeline + Một số chuyên môn giải quyết và xử lý xung bỗng dưng công ty yếu: - Cyếu trễ - Tổ chức lại các lệnh - Sử dụng đường tài liệu nội đặc biệt - Tomasulo - Định biểu CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT PIPELINING3.2. Điều khiển Pipelining3.2.1. Chèn trễ + Kỹ thuật ckém trễ được sử dụng tương đối có ích để giải quyết và xử lý những xung hốt nhiên về cấu tạo tương tự như về dữ liệu: + Ví dụ: + Xung thốt nhiên dữ liệu xảy ra lúc lệnh 1 không lưu giữ hiệu quả vào R1 thì lệnh 2 sẽ thực hiện trừ R1 đến R5 (RAW)