Cтруктурная схема RISC процессора

Особенности RISC-процессоров:

- сокращенный набор команд

- команда выполняется за 1 такт регистра

- большое количество регистров общего назначения

- наличие жестких многоступенчатых конвейеров

- все команды имеют простой формат

- наличие вместительной раздельной кэш-памяти

- применение оптимизирующих компиляторов

 

Все RISC-процессоры:

- 64х разрядные

-имеют встроенные конвейерные блоки арифметики с плавающей запятой (выс. точ)

- многоуровневая кэш-память

- изготавливается по спец. технологии с 4 слоями металлизации

- увеличение производительности достигается за счет повышения тактовой частоты и усложнения схемы кристалла
13 Конвейерная обработка команд. Сравнение времени выполнения блока команд в последовательной и конвейерной организации вычислений.

Конвейерная обработка – выделение отдельных этапов выполнения общей операции так, чтобы каждый этап, выполнив свою работу, передавал бы результат следующему, одновременно принимая порцию входных данных.

Пятиступенчатый конвейер

IF (Instruction Fetch) – считывание команды в процессор

ID (-//- Decode) – декодирование команды

OP (Operand Reading) – считывание операндов

EX (Executing) – выполнение команды и доступ к кэш-памяти

WB (Write Back) – обратная запись

Глубина конвейеризации – зависит от количества однотипных команд, выполняемых процессором.

 

Конвейерное – преимущество при большом количестве команд в программе.
14 Процессоры. Структурная схема процессора Pentium.

Центра́льный проце́ссор —часть аппаратного обеспечения компьютера, отвечающая за выполнение арифметических и логических операций, заданных программами операционной системы, и координирующий работу всех устройств компьютера. ЦП работает под управлением таймера, связанного с тактовым генератором (обеспечивает необходимую частоту), таймер – хранение реального времени.

Современные ЦП, выполняемые в виде отдельных микросхем (чипов), реализующих все особенности, присущие данного рода устройствам, называют микропроцессорами.

Многоядерный процессор – ЦП, содержащий 2 и более вычислительных ядра на 1ом процессорном кристалле или в 1ом корпусе. В приложениях, оптимизированных под многопоточность наблюдается прирост производительности на 2х ядерном процессоре.

Структурная схема процессора Intel Pentium

Динамическое исполнение:

- глубокое предсказание ветвлений

- анализ потока данных на 20-30 шагов вперед

- опережающее исполнение команд (может выполнять команды в порядке, отдельном от от их следования в программе)

- 5 микроопераций за такт