CPU cjevovod je niz faza obrade u središnjoj procesorskoj jedinici (CPU) računala. Faze su obično dohvaćanje, dekodiranje, izvršavanje i povratno pisanje. Cjevovod je temeljni element dizajna većine CPU-a, a svrha mu je poboljšati performanse. Razbijanjem obrade instrukcija u zasebne faze, CPU može zadržati višestruku obradu instrukcija u isto vrijeme. To je poznato kao paralelizam ili paralelna obrada i može značajno poboljšati performanse. Međutim, to dolazi po cijenu povećane složenosti i može uvesti kašnjenja (poznata kao zastoji u cjevovodu) ako se upute moraju izvršiti nepravilno.
U ovom postu ćemo objasniti što je cjevovod procesora računala . Središnja procesorska jedinica (skraćeno od central processing unit) važan je dio računala koji funkcionira poput mozga. I mi to već znamo. Ali ono što možda ne znamo su tehnike koje čine CPU učinkovitim. Jedna od tih tehnika je Cjevovod . Ako želite znati što je cjevovodni procesor i kako cjevovod poboljšava performanse procesora onda pročitajte ovaj post.
Što je CPU cjevovod računala?
U informatici, instrukcija je naredba koju program daje središnjem procesoru. Sastoji se od koda strojnog jezika koji CPU razumije i izvršava. Na primjer, |_+_| je instrukcija koja se koristi da se CPU-u kaže da pohranjuje podatke u RAM. Cjevovod je tehnika koristi se u razvoju modernih procesora. Ovaj povećava ukupnu propusnost naredbi (broj instrukcija izvršenih u sekundi) dijeljenjem instrukcija u podzadatke koje CPU može paralelno obrađivati.
zvuk teamviewera ne radi
Što je cjevovodni procesor?
CPU s cjevovodom radi na principu cjevovoda, razbijajući skup instrukcija na više podzadataka, gdje svaki podzadatak izvodi jednu operaciju. Cjevovod ima 2 krajnje točke: ulaz i izlaz . Nekoliko podzadataka akumulira se između ovih krajeva na takav način da je izlaz jednog podzadatka povezan s ulazom sljedećeg podzadatka. Stoga cjevovodni CPU izvršava više od jednog podzadatka u isto vrijeme.
najbolja twitter aplikacija za Windows 10
Pročitajte također: Objašnjenje tipova topologija u računalnim mrežama .
Kako cjevovod poboljšava performanse procesora?
Općenito, CPU može prekinuti instrukciju u sljedećim slučajevima. 4 podzadatka (na vrlo osnovnoj razini):
- Donijeti – dohvaćanje instrukcija iz memorije.
- dešifrirati - upute za dekodiranje.
- Ispuniti - izvršenje instrukcija.
- Pisati – zapisivanje rezultata natrag u memoriju.
Sad pretpostavimo CPU ima namjenski blok za obavljanje svakog od ovih podzadataka. . Dok jedan blok izvršava podzadatak, ostali CPU blokovi će biti u stanju mirovanja, ne radeći ništa za to vrijeme. Cjevovod iskorištava ove neaktivne jedinice koristeći ih za obradu drugih instrukcija u redu čekanja.
Shvatimo ovo na primjeru. Pogledajte sljedeću sliku:
bilo kad video pretvarač
Gornja slika pokazuje kako se skup od dvije instrukcije izvršava u necijevno CPU okruženju i u cjevovodnom CPU okruženju. Kao što vidite, CPU bez cjevovoda treba 8 ciklusa da izvrši 2 instrukcije, dok CPU s cjevovodom izvršava isti skup instrukcija u samo 5 ciklusa.
Gledajući izbliza, cjevovodni CPU koristi svoj blok Fetch za izvršavanje prvog podzadatka druge instrukcije, dok njegov blok dekodiranja već izvršava drugi podzadatak prve instrukcije. Stoga, koristi drugi blok u isto vrijeme kao i prvi blok, koji bi inače bio u stanju mirovanja u necijevno okruženje.
Povećanje brzine izvršavanja zadanog skupa instrukcija stoga povećava brzinu procesora. A evo kako cjevovod poboljšava učinkovitost procesora. Ovdje je važno napomenuti je da cjevovod ne smanjuje vrijeme koje je potrebno procesoru da izvrši instrukciju. Umjesto toga, povećava broj instrukcija koje CPU može obraditi u isto vrijeme. Stoga povećanje broja podzadataka zapravo ne znači da će CPU s cjevovodom biti brži od CPU-a bez cjevovoda. U stvari, CPU-u bez cjevovoda može trebati manje vremena za izvršenje jedne instrukcije nego CPU-u s cjevovodom, ovisno o broju uključenih faza cjevovoda (broju podzadataka).
Nadam se da gornje objašnjenje razjašnjava što je CPU cjevovod računala. Ako imate bilo kakvih nedoumica, podijelite ih u odjeljku za komentare u nastavku.
google rječnik firefox -
Poboljšava li cjevovod performanse procesora?
Arhitektura cjevovoda povećava broj instrukcija koje se obrađuju po ciklusu procesora. Povećanjem protoka instrukcija, povećava se ukupna izvedba CPU-a. Međutim, ako se skup instrukcija sastoji od složenih instrukcija (kao što su instrukcije grananja), CPU neće unaprijed znati gdje treba pročitati sljedeću instrukciju i mora pričekati dok se trenutna instrukcija u potpunosti ne izvrši. U takvim slučajevima, cjevovodna arhitektura možda neće osigurati učinkovitost CPU-a.
Povećava li cjevovod vrijeme izvršenja?
Cjevovod povećava broj instrukcija koje se izvode istovremeno u svakom taktu. Ali to ne mora nužno povećati vrijeme potrebno za izvršenje jedne instrukcije. Na primjer, cjevovod nije prikladan za izvršavanje instrukcija grananja, što preusmjerava sekvencijalno izvođenje na drugi put. Ova dezorganizacija može prekinuti cjevovod ili ga potpuno očistiti ako se ne uvedu odgovarajuće metode za rješavanje problema s ograncima.
Čitaj više: Kako ograničiti korištenje CPU-a za proces u sustavu Windows .
