Классический RISC-конвейер
-
Основы конвейерной обработки
- Конвейерная обработка — это метод организации вычислительного процесса, при котором инструкции выполняются последовательно.
- Конвейеры делятся на этапы, каждый из которых выполняет определенную операцию.
- Конвейеры RISC имеют несколько этапов, включая декодирование, выполнение и обратную запись.
-
Преимущества конвейерной обработки
- Ускорение выполнения инструкций за счет уменьшения времени ожидания.
- Повышение эффективности использования кэша инструкций и данных.
- Улучшение производительности за счет уменьшения времени на выполнение инструкций.
-
Недостатки конвейерной обработки
- Сложность в проектировании и реализации.
- Проблемы с предсказанием переходов и управлением данными.
- Необходимость в дополнительных аппаратных средствах для обнаружения и остановки конвейера.
-
Управление рисками
- Риски управления связаны с условными и безусловными ветвлениями.
- Существуют различные схемы решения проблем с производительностью, связанные с ветвлениями.
-
Исключения
- Исключения — это специальные инструкции, которые не указывают целевой адрес, а зависят от результата выполнения.
- Исключения отличаются от обычных переходов и требуют точного выполнения инструкций до исключения.
-
Обработка пропусков в кэше
- Пропуски в кэше могут привести к остановке конвейера до тех пор, пока кэш не будет заполнен.
- Существуют две стратегии обработки пропусков: глобальный сигнал остановки и повторное использование логики исключений.
Полный текст статьи: