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Qual é a linha de montagem do computador?

Qual é a linha de montagem do computador?
Tempo de atualização:2018-06-21
A linha de montagem de computadores é o primeiro uso da Intel no chip 486. A linha de montagem funciona como uma linha de montagem na produção industrial. Na CPU, uma linha de montagem de processamento de instruções é composta de 5-6 unidades de circuito funcional diferentes e, em seguida, uma instrução X86 é dividida em 5-6 etapas e, em seguida, executada por essas unidades de circuito separadamente, para que uma instrução possa ser concluída em um Ciclo de clock da CPU. , então melhore a velocidade de computação da CPU. Pentium clássico cada linha de montagem inteira é dividido em quatro níveis, que é pré-busca de instrução, decodificação, execução, write back os resultados, ponto flutuante é dividido em oito níveis de linha de montagem .
A tecnologia de linha de montagem é uma tecnologia chave amplamente utilizada em chips de microprocessador (CPU). Tecnologia de linha de automação de computador refere-se à descrição do modo de execução de cada instrução na CPU. Para entender isso, deve ser Primeiro entender as instruções e sua execução.

1, instruções de computador
As instruções do computador são um conjunto de conjuntos binários específicos que informam à CPU o que fazer. Se compararmos uma CPU a uma usina de processamento, uma instrução é como uma ordem, que aciona uma série de ações da usina CPU_processing e, finalmente, obtém os resultados e produtos da operação. Então, como eles funcionam? Primeiro, deve haver um departamento que recebe ordens - o mecanismo de busca de instruções da CPU; e, em segundo lugar, deve haver uma loja que complete a ordem - o mecanismo de instrução de execução da CPU. Na fábrica, o produto em um pedido é dividido em vários processos, e as instruções também são convertidas em várias operações de micro na CPU. Depois de completá-las em ordem, toda a instrução é executada.

2, a implementação de instruções
Na CPU de baixo custo, a execução das instruções é serial. Em termos simples, após a conclusão de uma instrução, a próxima instrução é executada. Por exemplo, a fábrica de processamento acima mencionada no início do empreendimento tem apenas uma pequena oficina. E o chefe que está lutando sozinho, então, quando ele recebe um pedido, ele deve estar ocupado completando o primeiro pedido, e não é capaz de pegar o segundo pedido. Dessa forma, os pedidos são aceitos, os pedidos são concluídos, os pedidos são recebidos, os pedidos são buscados, as instruções são executadas, as instruções são buscadas e as instruções são obtidas. Este é um processo serial. Mais tarde, o chefe descobriu que demorava muito tempo para aceitar a ordem, e ele tinha um ajudante que podia trabalhar independentemente um do outro. Dessa forma, o proprietário aceitou o próximo pedido ao concluir o último pedido. Isto é manifestado na CPU é o mecanismo de busca de instrução e a execução do mecanismo de comando são separados, de modo que a partir da CPU como um todo, a CPU na implementação da última instrução ao mesmo tempo em paralelo para remover as instruções. Este é um salto qualitativo na tecnologia da CPU, faz da CPU do trabalho serial em trabalho paralelo, que tem um protótipo simplificado.

Depois que a CPU concluiu essa etapa, o que resta é como melhorar a capacidade de processamento paralelo. Os projetistas de CPU são inspirados pela linha de montagem da planta de processamento e dividem a execução de uma instrução em várias diferentes. O process_microinstruction simplifica muito a complexidade da instrução, simplifica o design da lógica e aumenta a velocidade. Em uma CPU com uma tecnologia de linha de montagem, a primeira instrução acaba de executar o primeiro "processo" e imediatamente a segunda instrução foi adicionada ao pipeline para iniciar a execução. Obviamente, esse tipo de tecnologia de transporte de automação requer várias unidades de execução, que são implementadas no chip X86.

Através da introdução acima, aprendemos o que é a tecnologia de pipeline. Embora isso não seja uma inovação, é um grande obstáculo para a realização da tecnologia. É uma grande contribuição dos projetistas de CPU para o desenvolvimento de computadores.

Então, o que está acontecendo com a linha de super-montagem do chip P6?

3, perfil da linha de super- montagem P6
A linha de montagem Super ainda é essencialmente uma tecnologia de linha de montagem , mas faz as seguintes melhorias.

A. O número de linhas de automação aumentou de dois Pentiums para três, e há onze unidades de execução independentes suportando-as em paralelo.

B. Técnicas de processamento fora de ordem são usadas na execução. Ou seja, quando uma instrução requer alguns dados e não consegue executá-los imediatamente, ela será removida do pipeline e do sistema de automação para os dados. A CPU executará imediatamente a próxima instrução, que é como descobrir que algum produto não está qualificado na linha de montagem e é eliminado. , esperando pelo retrabalho de uma razão. Desta forma, é possível evitar que uma instrução seja executada e afetar a eficiência de toda a linha de transporte .

C. As instruções são divididas em etapas mais finas em P6, o que torna o projeto lógico, processos, etc. mais fácil e acelera. No chip 486, uma instrução é geralmente dividida em cinco partes padrão, assim como o Pentium. No P6, devido à adoção de técnicas do tipo RISC, uma instrução foi dividida em quatorze períodos de registro. Isso aumenta muito a velocidade da linha de montagem .
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