Bir CPU boru hattı, bir bilgisayarın merkezi işlem birimindeki (CPU) bir dizi işlem aşamasıdır. Aşamalar tipik olarak getirme, kod çözme, yürütme ve geri yazmadır. İşlem hattı, çoğu CPU'nun temel tasarım öğesidir ve amacı performansı iyileştirmektir. CPU, talimatların işlenmesini ayrı aşamalara ayırarak, aynı anda birden fazla talimatın işlenmesini sağlayabilir. Bu, paralellik veya paralel işleme olarak bilinir ve önemli bir performans artışı sağlayabilir. Ancak, artan karmaşıklık pahasına gelir ve talimatların sıra dışı yürütülmesi gerekiyorsa gecikmelere (boru hattı durakları olarak bilinir) neden olabilir.
Bu yazıda açıklayacağız bilgisayar işlemci hattı nedir . Merkezi işlem birimi (merkezi işlem biriminin kısaltması), beyin gibi işlev gören bilgisayarın önemli bir parçasıdır. Ve biz zaten biliyoruz. Ancak bilmeyebileceğimiz şey, CPU'yu verimli kılan tekniklerdir. Bu tekniklerden biri de boru hattı . Eğer bilmek istiyorsan ardışık düzendeki işlemci nedir ve ardışık düzenin işlemci performansını nasıl iyileştirdiği sonra bu yazıyı okuyun.
Bilgisayar CPU boru hattı nedir?
Bilgisayar biliminde talimat, bir program tarafından merkezi işlemciye verilen bir komuttur. CPU'nun anladığı ve yürüttüğü makine dili kodundan oluşur. Örneğin, |_+_| CPU'ya RAM'de bilgi depolamasını söylemek için kullanılan bir talimattır. Boru hattı bir tekniktir modern işlemcilerin geliştirilmesinde kullanılır. Bu genel komut verimini artırır (saniyede yürütülen talimat sayısı), talimatları CPU'nun paralel olarak işleyebileceği alt görevlere bölerek.
takım görüntüleyici sesi çalışmıyor
Boru hatlı işlemci nedir?
Ardışık hatlı bir CPU, ardışık düzen ilkesiyle çalışır ve bir dizi talimatı, her bir alt görevin bir işlemi gerçekleştirdiği bir dizi alt göreve böler. boru hattı vardır 2 bitiş noktası: giriş ve çıkış . Bu uçlar arasında, bir alt görevin çıktısı bir sonraki alt görevin girdisine bağlanacak şekilde birkaç alt görev toplanır. Bu nedenle, ardışık düzendeki CPU aynı anda birden fazla alt görevi yürütür.
Windows 10 için en iyi twitter uygulaması
Ayrıca okuyun: Bir bilgisayar ağındaki topoloji türlerinin açıklaması .
Ardışık düzen, işlemci performansını nasıl iyileştirir?
Genel olarak, CPU aşağıdaki durumlarda bir talimatı bozabilir. 4 alt görev (çok temel düzeyde):
- Getirmek – hafızadan talimatları getir.
- deşifre etmek - kod çözme talimatları.
- yerine getirmek - talimatların yürütülmesi.
- Yazmak – sonucu hafızaya geri yazmak.
Şimdi varsayalım CPU, bu alt görevlerin her birini gerçekleştirmek için ayrılmış bir bloğa sahiptir. . Bir blok bir alt görevi yürütürken, CPU bloklarının geri kalanı boşta olacak ve bu süre boyunca hiçbir şey yapmayacaktır. Ardışık düzen, sıradaki diğer yönergeleri işlemek için bu boşta kalan birimlerin avantajlarından yararlanır.
Bunu bir örnekle anlayalım. Aşağıdaki şekle bakın:
camstudio açık kaynak
Yukarıdaki şekil, ardışık düzene sahip olmayan bir CPU ortamında ve ardışık düzene sahip bir CPU ortamında iki talimattan oluşan bir setin nasıl yürütüldüğünü gösterir. Gördüğünüz gibi, boru hattı olmayan bir CPU 2 talimatı yürütmek için 8 döngü alırken, boru hattı olan bir CPU aynı talimat setini sadece 5 döngüde yürütür.
Yakından bakıldığında, ardışık düzendeki CPU, Fetch bloğunu ikinci talimatın ilk alt görevini yürütmek için kullanırken, Decode bloğu zaten birinci talimatın ikinci alt görevini yürütüyor. Bu nedenle, ikinci bloğu birinci blokla aynı anda kullanır, aksi takdirde işlem hattı olmayan bir ortamda boşta kalır.
Belirli bir talimat setinin yürütme hızının arttırılması bu nedenle işlemcinin hızını arttırır. Ve ardışık düzen oluşturmanın işlemci verimliliğini nasıl iyileştirdiği aşağıda açıklanmıştır. Burada dikkat edilmesi gereken önemli boru hattının, işlemcinin bir talimatı yürütmesi için geçen süreyi azaltmamasıdır. Bunun yerine, CPU'nun aynı anda işleyebileceği talimat sayısını artırır. Dolayısıyla, alt görevlerin sayısını artırmak, ardışık düzendeki bir CPU'nun ardışık düzenli olmayan bir CPU'dan daha hızlı olacağı anlamına gelmez. Aslında, ilgili ardışık düzen aşamalarının sayısına (alt görevlerin sayısı) bağlı olarak, ardışık düzene sahip olmayan bir CPU'nun tek bir talimatı yürütmesi ardışık düzene sahip bir CPU'dan daha az zaman alabilir.
Umarım yukarıdaki açıklama, bir bilgisayarın CPU boru hattının ne olduğunu netleştirir. Herhangi bir şüpheniz varsa, lütfen bunları aşağıdaki yorumlar bölümünde paylaşın.
0x80073701 hatası
Ardışık düzen, işlemci performansını artırır mı?
Ardışık düzen mimarisi, işlemci döngüsü başına işlenen talimat sayısını artırır. Talimatların verimini artırarak, CPU'nun genel performansını artırır. Bununla birlikte, komut seti karmaşık komutlardan (dal komutları gibi) oluşuyorsa, CPU bir sonraki komutu nerede okuyacağını önceden bilemez ve mevcut komut tamamen yürütülene kadar beklemesi gerekir. Bu gibi durumlarda, ardışık düzen mimarisi CPU verimliliği sağlamayabilir.
Ardışık düzen yürütme süresini artırır mı?
Ardışık düzen, her saat döngüsünde aynı anda yürütülen komut sayısını artırır. Ancak bu, tek bir talimatı yürütmek için gereken süreyi mutlaka artırmaz. Örneğin ardışık düzen oluşturma, sıralı yürütmeyi başka bir yola yönlendiren dal yönergelerini yürütmek için uygun değildir. Şubelerle ilgili sorunları çözmek için uygun yöntemler getirilmedikçe, bu düzensizlik boru hattını bozabilir veya tamamen temizleyebilir.
Devamını oku: Windows'ta Bir İşlem İçin CPU Kullanımı Nasıl Sınırlandırılır? .
