|
ko‘p sonli funksional bloklarga ega bo‘lgan bitta koveyerdan foydalangan holda hisoblashlarni tashkil etish bo‘ldi (2-rasm). Ushbu yondoshish asosida qurilgan arxitektura – superskalyar arxitektura d eb ataladi.
2-Rasmda 5 ta funksional blokka ega bo`lgan superskalyar protsessor tasvirlangan
2-Rasmda beshta funksional blokka ega bo‘lgan superskalyar protsessorning tuzilishi keltirilgan. Unda buyruqlarni bajarish bloki bo‘lgan c4 bloki tarkibiga qo‘shimcha funksional bloklar kiritish amalga oshirilgan. Bunday arxitekturadan avval Pentium II, keyinchalik esa Pentium 4 protsessorini qurishda foydalanilgan.
Bir nechta quvur liniyasiga ega bo'lgan protsessorlar superskalar protsessorlari deb ataladi . Superskalyar mikroprotsessorlarning kamchiligi - har bir quvur liniyasida ko'rsatmalarni sinxron yo'naltirish zaruriyati . 11.4 - jadvalda ikkita konveyerga ega bo'lgan mikroprotsessorda buyruqni bajarish ketma-ketligi ko'rsatilgan bo'lib , EX bosqichida R1 buyrug'i uchta tsiklni talab qiladi . Таблица 11.4. Этап Такт 1 2 3 4 5 6 7 IF K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K7 K9 K7 K10 K11 K12 ID K1 K2 K3 K4 K5 K6 K5 K8 K5 K9 K7 K10 OR K1 K2 K3 K4 K3 K6 K3 K8 K5 K9 EX K1 K2 K1 K4 K1 K6 K3 K8 WB K2 K4 K1 K6 Bunday holda, buyruqlar ketma-ketlikda tugaydi K2-K4-K1-K6 -... Shuning uchun, superskali mikroprotsessorning to'g'ri ishlashini ta'minlash uchun, konveyerlardan birida bloklanish paydo bo'lganda , boshqalari ham o'z ishlarini to'xtatishi kerak. Aks holda, dastur buyruqlari bajarilishining asl tartibi ishlamay qolishi mumkin. Ammo bunday pauzalar protsessor ishini sezilarli darajada pasaytiradi. Ushbu vaziyatni hal qilish boshqa quvur tarmoqlaridagi vaziyatdan qat'iy nazar bitta quvur liniyasidagi buyruqlarni bajarishga imkon berishdir . Bu buyruqni tartibsiz bajarilishiga olib keladi . Bunday holda, dasturda mavjud bo'lgan buyruqlar oldingi buyruqlardan oldinroq tugashi mumkin. Mikroprotsessor apparati bajarilgan buyruqlar natijalari dasturda buyruqlar yozilish tartibida qabul qiluvchiga yozilishini ta'minlashi kerak. Buning uchun mikroprotsessor odatda buyruqlar bajarilish bosqichi natijalarini buyruqlar ketma-ketligini tiklash uchun maxsus buferda saqlaydi. Ushbu buferdan natijani qabul qiluvchiga keyingi buyruqning natijasini yozish barcha oldingi buyruqlar bajarilgandan va natijalari yozilgandan keyingina amalga oshiriladi.
3 . Ma'lumotlar ziddiyatlarining bir nechta turlari mavjud .
RAW ( Read After Writing ) to'qnashuvlari : j buyrug'i i buyrug'i natijasini shu joyga yozishdan oldin operandni o'qishga harakat qiladi . Bunday holda j buyrug'i operandning noto'g'ri eski qiymatini olishi mumkin. Ushbu to'qnashuv turini 11.1-jadvalda keltirilgan buyruqlarni bajarish misolida keltiraylik .
Bajarilgan buyruqlar quyidagicha bo'lsin: i ) qo'shish R 1, R 2; R 1 = R 1+ R 2 i + 1 = j) SUB R3, R1; R3 = R3-R1 I qo'llanma Ro'yxatdan o'tish holatini o'zgartiradi R 1 yilda tsikli 5. Ammo , men +1 qo'llanma obyekti qiymatini o'qib kerak R 1 yilda aylanishi hech maxsus choralar qabul bo'lsangiz, 4. ijrosi oldin unda edi qiymati i o'qib chiqing qilinadi reestridan R 1 . RAW mojarosi ta'sirini kamaytirish ma'lumotlarni uzatish (yo'naltirish) orqali ta'minlanadi. Bunday holda, ijro etuvchi qurilmalarning chiqishlarida olingan natijalar, natija qabul qiluvchining yozuvlaridan tashqari, mikroprotsessorning barcha ijro etuvchi qurilmalarining kirishiga ham uzatiladi. Agar boshqarish moslamasi ushbu natijani operand sifatida keyingi buyruqlardan biri talab qilganligini aniqlasa, u darhol natijani qabul qiluvchiga yozish bilan parallel ravishda, ijro etuvchi qurilmaning keyingi buyrug'i tomonidan ishlatilishi uchun uzatiladi. RAW mojarolari aniq buyruqni qayta ishlashni tashkillashtirish orqali yuzaga keladi. Qolgan ikki turdagi ma'lumotlar ziddiyatlarining asosiy sababi zamonaviy mikroprotsessorlarda ko'rsatmalarning tartibdan tashqari bajarilishi, ya'ni ko'rsatmalarning dasturda yozilishining boshqa tartibida bajarilishidir. 2. URUSh (yozish so'ng o'qing ) mojarolar : j buyrug'i u erdan hisoblanadi oldin harakat qiladi qabul qilish uchun natija yozish uchun i amri , davr i buyrug'i operand noto'g'ri yangi qiymat qabul qilishi mumkin: 3. i ) R 1, R 2 qo'shish i + 1 = j) SUB R2, R3 Agar i buyrug'i R 2 registrining eski tarkibini o'qimasdan oldin j buyrug'i buyurtma bajarilmaganligi sababli bajarilsa, bu nizo paydo bo'ladi . 4. WAW ( Write After Write ) turidagi to'qnashuvlar : j buyrug'i i buyrug'i natijasi o'sha qabul qiluvchiga yozilishidan oldin qabul qiluvchiga natijani yozishga harakat qiladi , ya'ni yozish noto'g'ri tartibda tugaydi va i buyrug'i yozgan qiymatni natija qabul qiluvchisiga qoldiradi : 5. i ) R 1, R 2 qo'shish 6. ... ... ... j) SUB R 1, R 3 WAR va WAW ma'lumotlar turlari o'rtasidagi ziddiyatni bartaraf etish buyruqlarning tartibsiz bajarilishini yo'q qilish orqali, lekin ko'pincha buyruqlar ketma-ketligini tiklash buferini kiritish orqali amalga oshiriladi. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, ziddiyatlarning mavjudligi mikroprotsessor ishlashining sezilarli pasayishiga olib keladi. To'qnashuvlarning ayrim turlari quvurni to'xtatishni talab qiladi . Shunday qilib, davolanishning turli bosqichlarida barcha ko'rsatmalar bajarilishini to'xtatadi (20 daqiqagacha Pentium -4 buyruqlari ). Noto'g'ri taxmin qilingan filial yo'nalishi kabi boshqa to'qnashuvlar quvur liniyasini to'liq qayta yuklashga olib keladi . Mikroprotsessorda quvur liniyasi qancha ko'p ishlatilsa , shunchalik katta yo'qotish bo'ladi . Ushbu holat mikroprotsessorlarning so'nggi modellarida qadamlar sonining qisqarishiga sabab bo'ldi. Shunday qilib, Itanium mikroprotsessorida konveyer atigi 10 bosqichni o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, uning soat chastotasi taxminan 1 MGts ga teng [ [2] ]. Biroq, har bir bosqichda Pentium- 4 ga qaraganda ko'proq funktsional harakatlar amalga oshiriladi .
Do'stlaringiz bilan baham: |
