3813100200

4.9 Przetwarzanie potokowe

Zasadnicza idea przetwarzania potokowego polega na rozłożeniu wykonania pojedynczej instrukcji na ciąg prostych etapów, z których każdy może być wykonany w jednym cyklu zegara. Wykonywanie instrukcji przypomina taśmę produkcyjną. W każdym cyklu zegara instrukcje przemieszczają się wzdłuż potoku do następnego etapu. Mimo, że wykonanie jednej instrukcji może wymagać wielu etapów, to w każdym cyklu rozpoczyna się i kończy wykonywanie jednej instrukcji. W praktyce taki wyidealizowany model nie może być zrealizowany. Powodem jest występowanie zależności między danymi, zależności sterowania i zależności zasobów. Ponadto poszczególne instrukcje mogą wymagać różnej liczby etapów. Trzeba też uwzględnić obsługę sytuacji wyjątkowych. Czas wykonania instrukcji przy przetwarzaniu potokowym jest dłuższy niż przy jej wykonaniu w sposób sekwencyjny, ale średni czas wykonania jednej instrukcji przy wykonywaniu dostatecznie długiego ciągu instrukcji jest krótszy. Rozróżniamy następujące typy zależności między danymi:

•    RAW - odczyt po zapisie

load-use

add ebx, eax

•    WAR - zapis po odczycie

add eax, ebx mov ebx, 4

•    WAW zapis po zapisie

add eax, ebx and ecx, edx

push eax , . _m p_rzyk}_af]_zj_e występuje też sub esp, 16

Zależności typu RAW usuwa się przez data bypassing zależnościami fałszywymi. Usuwa się je przez przemianowanie rejestrów. Fizycznych rejestrów jest więcej, niż widzi programista i są one przydzielane w miarę potrzeby.

Zależności sterowania rozwiązuje się przez:

•    pobieranie docelowego rozkazu z wyprzedzeniem;

•    równolegle przetwarzanie obu gałęzi programu;

•    predykcja skoków (przewidywanie rozgałęzień):

—    zawsze następuje skok,

—    nigdy nie następuje skok,

—    decyduje kod instrukcji (kompilator),

—    jak przy ostatnim wykonaniu,

—    tablica historii skoków;

•    bufor pętli;

•    opóźnione rozgałęzianie.

Przy przetwarzaniu potokowym stosuje się podział skomplikowanych instrukcji na mikrooperacje (ang. /zops). Mikroperacje jest łatwiej potokować.

4.10 Architektury superskalarna i wektorowa, procesory z bardzo długim słowem instrukcji

Przetwarzanie potokowe umożliwia zbliżenie się do granicy wykonywania średnio jednej (prostej) instrukcji (mikrooperacji) w jednym cyklu zegara. Dalsze przyspieszenie możliwe jest przez zrównoleglenie wykonywania instrukcji. Zrównoleglenie wymaga zwiększenia liczby potoków i jednostek wykonawczych (ALU - arithmetic-logic unit, AGU - address generator unit, FPU - floating point unit, LSU - load-store unit itp.). Poszczególne potoki mogą być specjalizowane. Można wyróżnić następujące sposoby wykorzystania tej równoległości (wielo-potokowości):

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
stawiany w postaci chmury. Przetwarzanie w chmurze polega na zastąpieniu lokalnej informatyki w
DSC05411 Metody przetwarzania analitycznegoX s Gc *Hf+l Ok przetwarzanie analityczne polega na pomia
zaniu autobus zużywa mniej paliwa. Idea działania układu polega na równoległym wykorzystaniu dwóch
Wprowadzenie [1] Idea systemu trankingowego polega na automatycznym i dynamicznym podziale ograniczo
PICT5461 w ten sam sposób, jak w zajęciu pierwszym. Zasadnicze ćwiczenia ruchowo-słuchowe polegały n
330 Blender kompedium 658 Blender. KompendiumVupliFrames Idea techniki DupUFrames polega na odpowied
Układy trójfazoweSkładowesymetryczne Idea składowych symetrycznych polega na tym, 2c stosując
Zad 34. W II kwartale bieżącego roku na linii potokową pracującą na 2 zmiany wykona się 31 500 szt.
ALG1 5.3. Stos 131 Idea klasy szablonowej polega na stworzeniu wzorcowego kodu, w którym typ pewnyc
Amortyzacja -    amortyzacja jest ustawowym nakazem. Polega na rozłożeniu kosztów
końcową polegającą na indywidualnym wykonaniu zadania obejmującego całokształt rysunku
„Analiza jest to metoda badawcza polegająca na rozłożeniu danej całości na jej elementy składow

więcej podobnych podstron