|
Garvard arxitekturasida protsessorning ichki tezkor xotirasi alohida buyruqlar xotirasiga va alohida ma’lumotlar xotirasiga bo‘lingan, mos ravishda
145
axborotdan foydalanish vositalari bilan (10.1,b-rasm). Bunday usul buyruqlar va
ma’lumotlarni parallel ravishda tanlash imkoniyatini yaratdi. Bunda buyruqlar va ma’lumotlar bir vaqtda bajaruvchi qurilmalarga yuklanadi. Buyruqlarni tanlash taktlari va ma’lumotlarni tanlash taktlari bir vaqtda bajariladi. Garvard arxitekturasining takomillashtirilgan variantida alohida buyruqlar uchun va alohida ma’lumotlar uchun shinalar kiritilgan, yuqoriroq tanlash tezligi ta’minlangan. Garvard arxitekturasining takomillashtirilgan keyingi modifikatsiyalarida operandlar nafaqat ma’lumotlar xotirasida, balki buyruqlar xotirasida ham dasturlar bilan birgalikda saqlanishi mumkin. Masalan, raqamli filtrlarni amalga oshirishda filtr koeffitsiyentlari dasturlar xotirasida saqlanishi mumkin, kirishdagi signallarning qiymatlari esa ma’lumotlar xotirasida saqlanishi mumkin (10.1,v-rasm). Koeffitsiyent va ma’lumotlar bitta mashina siklida tanlanishi mumkin.
Ko‘pchilik universal protsessorlarining asosiy kamchiligi (masalan, shaxsiy kompyuterlarning protsessorlari) shundan iboratki, har bir vaqt soniyasida funksional bloklarning cheklangan soni ishlaydi, boshqa bloklar esa kutish jarayonida bo‘ladi. Agarda bajariladigan buyruqlarning har bittasini soddalashtirilgan ko‘rinishda ifodalasak, unda bitta buyruqning amalga oshirilishining quyidagi uchta bosqichlarini ko‘rsatishimiz mumkin:
− xotiradan buyruqni tanlash; − buyruqni koddan yechish;
− buyruqni bajarish (operandlarni o‘qish, bajarish, natijani yozish).
Umumiy xotira blokiga ega bo‘lgan universal protsessorlarda barcha buyruqlar ketma-ket ravishda bajariladi (10.2-rasm).
Garvard arxitekturasidan foydalanilganda buyruqlar va operandlar har xil shinalardan bir vaqtni o‘zida baravariga o‘qilishi mumkin. Bu vaziyatda bitta buyruqda “koddan yechish” bosqichi keyingi buyruqning “tanlash” bosqichi bilan vaqt bo‘yicha mos kelishi mumkin (10.3-rasm). Bu holat xotira bog‘lamalarini, AMQ, boshqarish bog‘lamalarini va almashuv kanallarini baravariga ishlash imkoniyatini yaratadi. Shu kabi bir necha amallarning bajarilish jarayonida mos
kelishi konveyyor ravishda ishlov berish deb ataladi. 146
ТanlashDekodlas
Bajarish
1-buyruq Dekodlas
2-buyruq h TanlashDekodlasBajarish 3-buyruq
10.2-rasm. Umumiy xotira va bitta almashinuv shinali arxitekturada
buyruqni amalga oshirish.
Тanlash
Dekod- Bajaris lash h
Tanlash Dekod-lash
Tanlash
Bajarish
Dekod- Bajarish lash
10.3-rasm. Ajratilgan shina va xotirada buyruqni birga olib borish
Konveyyor ravishda ishlov berishda buyruqni bajarish jarayoni bir necha bosqichlarga bo‘linadi. Bosqichlarning ketma-ket bog‘lanishi va ularning vaqt bo‘yicha mos kelishi konveyyor ravishda ishlov berish deb ataladi (10.4-rasm).
Tanlash
Dekodlash
Bajarish
1-sikl 2-sikl 3-sikl …. i i + 1 i + 2 i + 3
i - 1 i i + 1 i + 2
i - 2 i - 1 i i + 1
…. N-sikl
i + 4 i + 5
i + 3 i + 4
i + 2 i + 3
10.4-rasm. Uch pog‘onali konveyerli ishlov berish
10.4-rasmda ko‘rsatilganidek, har bitta buyruq uchta bosqichga bo‘lingan, har bir bosqich bitta mashina siklini ifodalaydi. Ko‘pshinali arxitektura va bo‘lingan xotira hisobidan bir bosqich davomida baravariga uchta buyruq aktiv bo‘lishi mumkin. Bu buyruqlar bajarilishning har xil bosqichlarida mavjud bo‘lishlari mumkin. “1 sikl” vaqt oniyasida I buyrug‘ining tanlash jarayoni, (avvalgi) i-1 buyrug‘ining koddan yechish jarayoni va undan avvalgiroq i-2 buyrug‘ining bajarilishi amalga oshiriladi. Keyingi siklda i+1 buyruq tanlanadi, i buyruq koddan yechiladi va i-1 buyruq bajariladi.
Bunday arxitekturaning o‘tkazish qobiliyati konveyerdan vaqt birligida o‘tkazilgan buyruq soni bilan aniqlanadi. Nazariy nuqtai nazardan bitta buyruqning o‘rtacha bajarilish vaqti bitta buyruq bajarilishiga sarflangan vaqt konveyer bosqichlarining soniga bo‘lish amali yordamida hisoblanadi. Konveyer ravishda ishlov berish protsessorga uzluksiz buyruqlar oqimining uzatilishiga imkon beradi, alohida funksional bloklarning kutib qolish vaqti kamayadi, amallarning bajarilish tezligi oshadi.
Amaliyotda konveyer bosqichlarining soni uchtadan ko‘proq bo‘ladi. Murakkab buyruqlarni soddaroq bo‘yruqlarga taqsimlangan holda konveyer bosqichlarining soni 5-10 gacha bo‘lishi mumkin. Bunday usul konveyyor ravishda ishlov berishning asosiy muammosini yechishga yordam beradi – ya’ni murakkablik darajasi har xil bo‘lgan buyruqlarning bajarilish vaqtidagi farqi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
