Конвейерная обработка инструкций
-
Основы конвейерной обработки
- Конвейерная обработка — это метод выполнения инструкций, при котором инструкции выполняются последовательно, но параллельно.
- Конвейеры могут быть двухступенчатыми или иметь множество этапов, в зависимости от сложности процессора.
- Конвейеры используются для ускорения выполнения инструкций и повышения производительности процессора.
-
История и развитие
- Конвейерная обработка была впервые использована в 1930-х годах, но получила широкое распространение в 1970-х годах в суперкомпьютерах.
- В 1976 году мэйнфреймы Amdahl Corporation использовали 7-ступенчатые конвейеры с предсказыванием ветвлений.
-
Опасности конвейерной обработки
- Неправильное выполнение инструкций может привести к опасным ситуациям, когда результаты одной команды влияют на выполнение другой.
- Компиляторы могут помочь избежать опасностей, генерируя код, который не зависит от предыдущих результатов.
-
Методы обхода опасностей
- Процессор может использовать пересылку операндов для передачи значений в другие команды, чтобы избежать задержек.
- Процессор может выполнять инструкции не по порядку, если это безопасно, чтобы избежать потери производительности.
-
Ветвления и их влияние на конвейер
- Неправильное предсказание ветвлений может привести к остановке конвейера и потере производительности.
- Программы, написанные для конвейерных процессоров, избегают ветвлений, чтобы минимизировать потери скорости.
-
Особые ситуации в конвейерной обработке
- Конвейер может создавать пробки, останавливая выполнение инструкций, что приводит к задержкам.
- Пузырьки в конвейере могут привести к задержкам в выполнении инструкций и увеличению общего времени выполнения.
-
Рекомендации и внешние ссылки
- В статье приведены ссылки на дополнительные источники информации и статьи о конвейерной обработке.
Полный текст статьи: