Поєднання виконання операцій у часі - Студопедія
Класифікація процесорів за системою команд
Типи машинних команд
1. Функціональне призначення.
1.1. Команди передачі.
1.2. Команди обробки даних.
1.3. Команди передачі управління.
1.4. Додаткові команди.
2. Адресність команди.
2.4. Інші команди.
4. Спосіб кодування операцій.
4.1. Команди із фіксованим полем коду операцій.
4.2. Команди з полем коду операцій, що розширюється.
Залежно від набору та порядку виконання команд процесори поділяються:
1. класичні процесори CISC (Complex Instruction Set Computing) – процесор з повним набором команд, що виконує до 300 машинних інструкцій.
Сімейство мікропроцесорів 80х86, що підтримуються фірмами Intel, AMD, Cyrix та NEC, є CISC-процесорами.
Процесори CISC з архітектурою, що історично склалася, в якій, в силу вимог сумісності з попередніми поколіннями, накопичено безліч команд, спеціалізованих регістрів і концепцій.
2. Процесори RISC (Reduced Instruction Set Computing) – зі скороченим набором команд.
Процесор RISC - процесор, у якому:
- Реалізовано спрощений набір команд, що мають однакову довжину;
- більшість команд виконуються за цикл процесора;
Архітектура RISC асоціюється з новими технологіями, високопродуктивними серверами та вузькоспеціалізованими робочими станціями.
RISC і CISC - це ідеалізовані концепції. Реальні мікропроцесори ж класифікувати дуже важко. Останнім часом виробники використовують одні й ті самі технології та схожі інженерні рішення. Кордон проводиться більше з історичнихміркувань і з кожним роком розмивається дедалі більше.
3. Процесори MISC – з мінімальним набором довгих команд.
4. Процесори VLIW з набором наддовгих команд.
Визначення.Поєднанням операцій в ЕОМ називається одночасне виконання декількох операцій однієї або різних програм. Поєднання операцій - одне із основних способів підвищення продуктивності та ефективності використання ЕОМ, т.к. воно збільшує ефективну швидкодію та скорочує простої машин.
Для підвищення продуктивності процесорів використовуються різні структурні методи, найбільш поширеними є паралельна робота окремих вузлів і організація конвеєра виконання команд.
Конвеєрне виконання команд, також зване поєднанням виконання операцій, є окремим випадком паралельної роботи вузлів процесора. Воно засноване на тому, що, як правило, виконувані процесором команди знаходяться в послідовних осередках пам'яті. Виконання процесором простої команди можна розбити на чотири етапи:
1. Вибір команди з пам'яті (IF).
2. Декодування команди (ID).
3. Виконання операції (EX).
4. Збереження результату (WB).
Оскільки ці чотири етапи виконання команди підтримуються різними вузлами процесора, то можливе поєднання виконання послідовності чотирьох команд. При цьому в одному такті процесора записується результат першої команди послідовності, виконується операція, задана другою командою, декодується третя і вибирається четверта з пам'яті (таблиця 1).
| Такт 1 | Такт 2 | Такт 3 | Такт 4 | Такт 5 | Такт 6 | Такт 7 |
| Команда 1 | IF | ID | EX | WB | ||
| Команда 2 | IF | ID | EX | WB | ||
| Команда 3 | IF | ID | EX | WB | ||
| Команда 4 | IF | ID | EX | WB |
Таким чином, при виконанні коротких послідовностей команд продуктивність процесора збільшується в чотири рази. Насправді отримати такий рівень підвищення продуктивності процесора не вдається через те, що у програмах існують команди умовних і безумовних переходів, викликів процедур, а конвеєрі можливі конфліктні ситуації, змінюють гладку послідовність виконання команд. Зі збільшенням рівнів суміщення операцій кількість факторів, що порушують роботу конвеєра команд, збільшується і істотно ускладнюється схема управління процесором. Тому зазвичай у процесорах універсальних обчислювальних машин обмежуються 4-5 рівнями суміщення виконання операцій. Але організація конвеєра виконання команд, тим не менш, є найефективнішим структурним методом підвищення продуктивності та застосовується практично у всіх сучасних процесорах.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: