O que é a linha de montagem de computadores

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A linha de montagem de computadores é o primeiro uso da Intel no chip 486. A linha de montagem funciona como uma linha de montagem na produção industrial. Na CPU, uma linha de montagem de processamento de instrução é composta de 5-6 unidades de circuito funcionais diferentes e, em seguida, uma instrução X86 é dividida em 5-6 etapas e, em seguida, executada por essas unidades de circuito separadamente, de modo que uma instrução possa ser concluída em uma Ciclo de clock da CPU. , então melhore a velocidade de computação da CPU. Pentium clássico, cada linha de montagem inteira é dividida em quatro níveis, ou seja, pré-busca de instruções, decodificação, execução, escrever de volta os resultados, ponto flutuante é dividido em oito níveis de linha de montagem.

A tecnologia de linha de montagem é uma tecnologia-chave amplamente usada em chips de microprocessador (CPU). A tecnologia de linha de automação de computador refere-se à descrição do modo de execução de cada instrução na CPU. Para entendê-lo, deve-se primeiro entender as instruções e sua execução.

1, instruções do computador

As instruções do computador são um conjunto de conjuntos binários específicos que dizem à CPU o que fazer. Se compararmos uma CPU a uma planta de processamento, então uma instrução é como um pedido, que dispara uma série de ações da planta de processamento CPU e, finalmente, obtém os resultados da operação e produtos. Então, como eles funcionam? Primeiro, deve haver um departamento que recebe ordens - o mecanismo de busca de instruções da CPU; e em segundo lugar, deve haver uma loja que completa o pedido - o mecanismo de instrução de execução da CPU. Na fábrica, o produto em um pedido é dividido em vários processos e as instruções também são convertidas em muitas microoperações correspondentes na CPU. Depois de concluí-los na ordem, toda a instrução é executada.

2, a implementação de instruções

Na CPU de baixo custo, a execução das instruções é serial. Em termos simples, após a conclusão de uma instrução, a próxima instrução é executada. Por exemplo, a planta de processamento mencionada no início do empreendimento possui apenas uma pequena oficina. E o chefe que está lutando sozinho, então, quando recebe um pedido, deve estar ocupado completando o primeiro pedido, e não podendo atender o segundo pedido. Dessa forma, os pedidos são aceitos, os pedidos são concluídos, os pedidos são recebidos, os pedidos são buscados, as instruções são executadas, as instruções são buscadas e as instruções são tomadas. Este é um processo serial. Mais tarde, o patrão descobriu que demorava muito para aceitar o pedido e tinha um ajudante que podia trabalhar de forma independente. Desta forma, o proprietário aceita o próximo pedido enquanto conclui o último pedido. Isso se manifesta na CPU é o mecanismo de busca de instrução e a execução do mecanismo de comando são separados, de modo que da CPU como um todo, a CPU na execução da última instrução ao mesmo tempo em paralelo para remover as instruções. Este é um salto qualitativo na tecnologia de CPU, pois faz com que a CPU passe do trabalho serial para o trabalho paralelo, que possui um protótipo aerodinâmico.

Depois que a CPU concluiu esta etapa, o que resta é como melhorar a capacidade de processamento paralelo. Os designers de CPU são inspirados pela linha de montagem da planta de processamento e dividem a execução de uma instrução em muitas outras diferentes. O process_microinstruction simplifica muito a complexidade da instrução, simplifica o projeto lógico e aumenta a velocidade. Em uma CPU com tecnologia de linha de montagem, a primeira instrução acaba de executar o primeiro "processo" e, imediatamente, a segunda instrução é adicionada ao pipeline para iniciar a execução. Obviamente, esse tipo de tecnologia de transportador de automação requer várias unidades de execução, que são implementadas no chip X86.

Por meio da introdução acima, aprendemos o que é tecnologia de dutos. Embora não seja uma inovação, é um grande obstáculo na realização da tecnologia. É uma grande contribuição dos designers de CPU para o desenvolvimento de computadores.

Então, o que está acontecendo com o chip P6 linha super-montagem ?

3, perfil de linha de supermontagem P6

A linha de montagem Super ainda é essencialmente uma tecnologia de linha de montagem , mas faz as seguintes melhorias.

R. O número de linhas de automação aumentou de dois Pentiums para três e há onze unidades de execução independentes suportando-os em paralelo.

B. Técnicas de processamento fora de ordem são usadas na execução. Ou seja, quando uma instrução requer alguns dados e falha em executá-los imediatamente, ela será retirada do pipeline e do sistema de automação para dados. A CPU executará imediatamente a próxima instrução, que é como descobrir que algum produto não está qualificado na linha de montagem e foi eliminado. , esperando para retrabalhar um motivo. Desta forma, é possível evitar que uma instrução seja executada e afetar a eficiência de toda a linha de transporte .

C. As instruções são divididas em estágios mais refinados em P6, o que torna o projeto lógico, processos, etc. mais fáceis e mais rápidos. No chip 486, uma instrução geralmente é dividida em cinco partes padrão, assim como o Pentium. Em P6, devido à adoção de técnicas do tipo RISC, uma instrução foi dividida em quatorze períodos de registro. Isso aumenta muito a velocidade da linha de montagem .