Ένας αγωγός CPU είναι μια σειρά από στάδια επεξεργασίας στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας ενός υπολογιστή (CPU). Τα στάδια είναι συνήθως ανάκτηση, αποκωδικοποίηση, εκτέλεση και εγγραφή. Ο αγωγός είναι ένα θεμελιώδες στοιχείο σχεδιασμού των περισσότερων CPU και σκοπός του είναι να βελτιώσει την απόδοση. Διαχωρίζοντας την επεξεργασία των εντολών σε ξεχωριστά στάδια, η CPU μπορεί να διατηρήσει την επεξεργασία πολλαπλών εντολών ταυτόχρονα. Αυτό είναι γνωστό ως παραλληλισμός ή παράλληλη επεξεργασία και μπορεί να είναι μια σημαντική ενίσχυση της απόδοσης. Ωστόσο, έχει το κόστος της αυξημένης πολυπλοκότητας και μπορεί να δημιουργήσει καθυστερήσεις (γνωστές ως στάθμες αγωγών) εάν οι οδηγίες πρέπει να εκτελεστούν εκτός λειτουργίας.
Σε αυτή την ανάρτηση θα εξηγήσουμε τι είναι ένας αγωγός επεξεργαστή υπολογιστή . Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (συντομογραφία της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας) είναι ένα σημαντικό μέρος του υπολογιστή, που λειτουργεί όπως ο εγκέφαλος. Και το ξέρουμε ήδη. Αυτό όμως που ίσως δεν γνωρίζουμε είναι οι τεχνικές που κάνουν την CPU αποδοτική. Μία από αυτές τις τεχνικές είναι Σωληνώσεις . Αν θέλεις να μάθεις τι είναι η διοχέτευση της CPU και πώς η διοχέτευση βελτιώνει την απόδοση της CPU τότε διαβάστε αυτήν την ανάρτηση.
Τι είναι ένας αγωγός CPU υπολογιστή;
Στην επιστήμη των υπολογιστών, μια εντολή είναι μια εντολή που δίνεται από ένα πρόγραμμα στον κεντρικό επεξεργαστή. Αποτελείται από κώδικα γλώσσας μηχανής που κατανοεί και εκτελεί η CPU. Για παράδειγμα, |_+_| είναι μια οδηγία που χρησιμοποιείται για να πει στην CPU να αποθηκεύει πληροφορίες στη μνήμη RAM. Το Pipelining είναι μια τεχνική χρησιμοποιείται στην ανάπτυξη σύγχρονων επεξεργαστών. Αυτό αυξάνει τη συνολική απόδοση εντολών (αριθμός εντολών που εκτελούνται ανά δευτερόλεπτο) διαιρώντας τις εντολές σε δευτερεύουσες εργασίες που η CPU μπορεί να επεξεργαστεί παράλληλα.
ο ήχος του teamviewer δεν λειτουργεί
Τι είναι ένας επεξεργαστής με διοχέτευση;
Μια διοχετευμένη CPU λειτουργεί με βάση την αρχή της διοχέτευσης, χωρίζοντας ένα σύνολο εντολών σε μια σειρά από δευτερεύουσες εργασίες, όπου κάθε δευτερεύουσα εργασία εκτελεί μία λειτουργία. Ο αγωγός έχει 2 τελικά σημεία: είσοδος και έξοδος . Μεταξύ αυτών των άκρων συγκεντρώνονται πολλές δευτερεύουσες εργασίες με τέτοιο τρόπο ώστε η έξοδος μιας δευτερεύουσας εργασίας να συνδέεται με την είσοδο της επόμενης δευτερεύουσας εργασίας. Επομένως, η CPU με διοχέτευση εκτελεί περισσότερες από μία δευτερεύουσες εργασίες ταυτόχρονα.
καλύτερη εφαρμογή twitter για τα Windows 10
Διαβάστε επίσης: Επεξήγηση των τύπων τοπολογίας σε ένα δίκτυο υπολογιστών .
Πώς βελτιώνει την απόδοση του επεξεργαστή η διοχέτευση;
Γενικά, η CPU μπορεί να σπάσει μια εντολή στις ακόλουθες περιπτώσεις. 4 δευτερεύουσες εργασίες (σε πολύ βασικό επίπεδο):
- Να φερεις – λήψη οδηγιών από τη μνήμη.
- αποκρυπτογραφώ - οδηγίες αποκωδικοποίησης.
- Εκπληρώ - εκτέλεση εντολών.
- Γράφω – εγγραφή του αποτελέσματος πίσω στη μνήμη.
Τώρα ας υποθέσουμε Η CPU έχει ένα αποκλειστικό μπλοκ για την εκτέλεση καθεμιάς από αυτές τις δευτερεύουσες εργασίες. . Ενώ ένα μπλοκ εκτελεί μια δευτερεύουσα εργασία, τα υπόλοιπα μπλοκ της CPU θα είναι σε αδράνεια, χωρίς να κάνουν τίποτα κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου. Η Pipelining εκμεταλλεύεται αυτές τις μονάδες αδράνειας χρησιμοποιώντας τις για την επεξεργασία άλλων εντολών στην ουρά.
Ας το καταλάβουμε αυτό με ένα παράδειγμα. Δείτε το παρακάτω σχήμα:
camstudio ανοιχτού κώδικα
Το παραπάνω σχήμα δείχνει πώς εκτελείται ένα σύνολο δύο εντολών σε περιβάλλον CPU χωρίς σωλήνωση και σε περιβάλλον CPU με διοχέτευση. Όπως μπορείτε να δείτε, μια non-pipelined CPU χρειάζεται 8 κύκλους για να εκτελέσει 2 εντολές, ενώ μια CPU με διοχέτευση εκτελεί το ίδιο σύνολο εντολών σε μόλις 5 κύκλους.
Κοιτάζοντας προσεκτικά, η CPU με διοχέτευση χρησιμοποιεί το μπλοκ Fetch για να εκτελέσει την πρώτη υποεργασία της δεύτερης εντολής, ενώ το μπλοκ Decode εκτελεί ήδη τη δεύτερη δευτερεύουσα εργασία της πρώτης εντολής. Επομένως, χρησιμοποιεί το δεύτερο μπλοκ ταυτόχρονα με το πρώτο μπλοκ, το οποίο διαφορετικά θα ήταν αδρανές σε περιβάλλον χωρίς σωλήνωση.
Επομένως, η αύξηση της ταχύτητας εκτέλεσης ενός δεδομένου συνόλου εντολών αυξάνει την ταχύτητα του επεξεργαστή. Και να πώς η διοχέτευση βελτιώνει την απόδοση του επεξεργαστή. Σημαντικό να σημειωθεί εδώ είναι ότι η διοχέτευση δεν μειώνει τον χρόνο που χρειάζεται ο επεξεργαστής για να εκτελέσει μια εντολή. Αντίθετα, αυξάνει τον αριθμό των εντολών που μπορεί να επεξεργαστεί η CPU ταυτόχρονα. Επομένως, η αύξηση του αριθμού των δευτερευουσών εργασιών δεν σημαίνει πραγματικά ότι μια CPU με διοχέτευση θα είναι ταχύτερη από μια CPU χωρίς σωλήνωση. Στην πραγματικότητα, μια CPU χωρίς διοχέτευση μπορεί να χρειαστεί λιγότερο χρόνο για την εκτέλεση μιας μεμονωμένης εντολής από μια CPU με διοχέτευση, ανάλογα με τον αριθμό των σταδίων διοχέτευσης που εμπλέκονται (αριθμός δευτερευουσών εργασιών).
Ελπίζω ότι η παραπάνω εξήγηση καθιστά σαφές τι είναι η διοχέτευση CPU ενός υπολογιστή. Εάν έχετε οποιεσδήποτε αμφιβολίες, μοιραστείτε τις στην παρακάτω ενότητα σχολίων.
σφάλμα 0x80073701
Η διοχέτευση βελτιώνει την απόδοση του επεξεργαστή;
Η αρχιτεκτονική αγωγών αυξάνει τον αριθμό των εντολών που υποβάλλονται σε επεξεργασία ανά κύκλο επεξεργαστή. Αυξάνοντας την απόδοση των εντολών, αυξάνει τη συνολική απόδοση της CPU. Ωστόσο, εάν το σύνολο εντολών αποτελείται από πολύπλοκες εντολές (όπως εντολές διακλάδωσης), η CPU δεν θα γνωρίζει εκ των προτέρων πού να διαβάσει την επόμενη εντολή και πρέπει να περιμένει μέχρι να εκτελεστεί πλήρως η τρέχουσα εντολή. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η αρχιτεκτονική με διοχέτευση ενδέχεται να μην παρέχει αποδοτικότητα CPU.
Η διοχέτευση αυξάνει τον χρόνο εκτέλεσης;
Το Pipelining αυξάνει τον αριθμό των εντολών που εκτελούνται ταυτόχρονα σε κάθε κύκλο ρολογιού. Αυτό όμως δεν αυξάνει απαραίτητα τον χρόνο που απαιτείται για την εκτέλεση μιας μεμονωμένης εντολής. Για παράδειγμα, η διοχέτευση δεν είναι κατάλληλη για την εκτέλεση εντολών διακλάδωσης, γεγονός που εκτρέπει τη διαδοχική εκτέλεση σε άλλη διαδρομή. Αυτή η αποδιοργάνωση μπορεί να σπάσει τον αγωγό ή να τον καθαρίσει εντελώς, εκτός εάν εισαχθούν κατάλληλες μέθοδοι για την επίλυση προβλημάτων με διακλαδώσεις.
Διαβάστε περισσότερα: Πώς να περιορίσετε τη χρήση της CPU για μια διεργασία στα Windows .
