Mi az a számítógépes CPU-csővezeték?

A CPU-folyamat feldolgozási szakaszok sorozata a számítógép központi feldolgozó egységében (CPU). A szakaszok általában lekérés, dekódolás, végrehajtás és visszaírás. A folyamat a legtöbb CPU alapvető tervezési eleme, és célja a teljesítmény javítása. Ha az utasítások feldolgozását külön szakaszokra bontja, a CPU egyszerre több utasítást is feldolgozhat. Ezt párhuzamosságnak vagy párhuzamos feldolgozásnak nevezik, és ez jelentős teljesítménynövekedést jelenthet. Ennek azonban megnövekedett összetettsége az ára, és késéseket (ún. csővezeték-leállásokat) okozhat, ha az utasításokat rendellenesen kell végrehajtani.

Ebben a bejegyzésben elmagyarázzuk mi az a számítógép-processzor-csővezeték . A központi feldolgozó egység (a központi feldolgozó egység rövidítése) a számítógép fontos része, úgy működik, mint az agy. És már tudjuk. De nem biztos, hogy ismerjük azokat a technikákat, amelyek a CPU-t hatékonysá teszik. Ezen technikák egyike az Csővezetékezés . Ha tudni akarod mi az a csővezetékes cpu, és hogyan javítja a processzor teljesítményét a folyamat akkor olvasd el ezt a bejegyzést.

Mi az a számítógépes CPU-csővezeték?

A számítástechnikában az utasítás egy program által a központi processzornak adott parancs. Gépi nyelvi kódból áll, amelyet a CPU megért és végrehajt. Például |_+_| egy olyan utasítás, amely arra utasítja a CPU-t, hogy információkat tároljon a RAM-ban. A csővezetékezés egy technika használják a modern processzorok fejlesztésében. Ez növeli az általános parancsátviteli sebességet (másodpercenként végrehajtott utasítások száma) úgy, hogy az utasításokat részfeladatokra osztja, amelyeket a CPU párhuzamosan tud feldolgozni.

a csapatnéző hangja nem működik

Mi az a csővezetékes processzor?

A csővezetékes CPU a folyamatkezelés elvén működik, egy utasításkészletet több részfeladatra bont, ahol minden részfeladat egy műveletet hajt végre. A csővezeték rendelkezik 2 végpont: belépés és kilépés . E végek között több részfeladat halmozódik fel oly módon, hogy az egyik részfeladat kimenete a következő részfeladat bemenetéhez kapcsolódik. Ezért a folyamatban lévő CPU egynél több részfeladatot hajt végre egyszerre.

legjobb twitter alkalmazás a Windows 10-hez

Olvassa el még: Topológiatípusok magyarázata számítógépes hálózatban .

Hogyan javítja a processzor teljesítményét a folyamatkezelés?

Általában a CPU a következő esetekben megszegheti az utasításokat. 4 részfeladat (nagyon alap szinten):

• Hozd – utasítások letöltése a memóriából.
• megfejtés - dekódolási utasítások.
• Teljesítsd - utasítások végrehajtása.
• Ír – az eredmény visszaírása a memóriába.

Most tegyük fel A CPU-nak van egy dedikált blokkja ezen részfeladatok végrehajtására. . Amíg az egyik blokk egy részfeladatot hajt végre, a többi CPU blokk tétlen lesz, és ezalatt semmit sem csinál. A folyamatkezelés kihasználja ezeket a tétlen egységeket azáltal, hogy más sorban álló utasítások feldolgozására használja őket.

Értsük meg ezt egy példával. Nézd meg a következő ábrát:

bármikor video átalakító

A fenti ábra azt mutatja be, hogy egy két utasításból álló halmaz hogyan hajtható végre egy nem csővezetékes CPU-környezetben és egy csővezetékes CPU-környezetben. Amint látható, egy nem csővezetékes CPU-nak 8 ciklusra van szüksége 2 utasítás végrehajtásához, míg egy csővezetékes CPU-nak ugyanazt az utasításkészletet mindössze 5 ciklus alatt hajtja végre.

Közelről nézve a folyamatban lévő CPU a Fetch blokkját használja a második utasítás első részfeladatának végrehajtására, míg a Decode blokkja már az első utasítás második részfeladatát hajtja végre. Ezért a második blokkot az első blokkkal egyidejűleg használja, amely egyébként tétlen lenne egy nem csővezetékes környezetben.

Egy adott utasításkészlet végrehajtási sebességének növelése tehát növeli a processzor sebességét. És íme, hogyan javítja a processzor hatékonyságát a csővezetékezés. Itt fontos megjegyezni az, hogy a folyamat nem csökkenti azt az időt, amely alatt a processzor egy utasítást végrehajt. Inkább növeli a CPU által egyidejűleg feldolgozható utasítások számát. Tehát a részfeladatok számának növelése nem igazán jelenti azt, hogy egy csővezetékes CPU gyorsabb lesz, mint egy nem csővezetékes CPU. Valójában előfordulhat, hogy egy nem csővezetékes CPU-nak kevesebb időbe telik egyetlen utasítás végrehajtása, mint egy csővezetékes CPU-nak, az érintett folyamatszakaszok számától (a részfeladatok számától) függően.

Remélem, a fenti magyarázat világossá teszi, hogy mi a számítógép CPU-csővezetéke. Ha kétségei vannak, kérjük, ossza meg őket az alábbi megjegyzések részben.

google szótár firefox

Javítja-e a processzor teljesítményét a folyamatkezelés?

A csővezeték architektúra növeli a processzorciklusonként feldolgozott utasítások számát. Az utasítások átviteli sebességének növelésével növeli a CPU általános teljesítményét. Ha azonban az utasításkészlet összetett utasításokból (például elágazási utasításokból) áll, a CPU nem tudja előre, hogy hol olvassa be a következő utasítást, és meg kell várnia, amíg az aktuális utasítás teljesen végrehajtásra kerül. Ilyen esetekben előfordulhat, hogy a csővezetékes architektúra nem biztosítja a CPU hatékonyságát.

Növeli-e a feldolgozási idő a végrehajtási időt?

A csőkezelés növeli az egyidejűleg végrehajtott utasítások számát minden órajelben. Ez azonban nem feltétlenül növeli meg az egyetlen utasítás végrehajtásához szükséges időt. Például a pipelineing nem alkalmas elágazási utasítások végrehajtására, ami a szekvenciális végrehajtást egy másik útvonalra tereli. Ez a szervezetlenség megszakíthatja a csővezetéket vagy teljesen megtisztíthatja azt, hacsak nem vezetnek be megfelelő módszereket az ágak problémáinak megoldására.

Olvass tovább: Hogyan lehet korlátozni egy folyamat CPU-használatát a Windows rendszerben .