Qual è la catena di montaggio del computer

Question

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La catena di montaggio del computer è il primo utilizzo di Intel nel chip 486. La linea di assemblaggio funziona come una linea di assemblaggio nella produzione industriale. Nella CPU, una linea di assemblaggio per l'elaborazione delle istruzioni è composta da 5-6 diverse unità di circuiti funzionali, quindi un'istruzione X86 viene divisa in 5-6 passaggi e quindi eseguita da queste unità di circuito separatamente, in modo che un'istruzione possa essere completata in una Ciclo di clock della CPU. , quindi migliora la velocità di elaborazione della CPU. Classic Pentium ogni linea di assemblaggio intero è divisa in quattro livelli, cioè prefetch delle istruzioni, decodifica, esecuzione, riscrittura dei risultati, virgola mobile è divisa in otto livelli di catena di montaggio.

La tecnologia della linea di assemblaggio è una tecnologia chiave ampiamente utilizzata nei chip a microprocessore (CPU). La tecnologia della linea di automazione informatica si riferisce alla descrizione della modalità di esecuzione di ciascuna istruzione nella CPU. Per capirlo, bisogna prima capire le istruzioni e la loro esecuzione.

1, istruzioni del computer

Le istruzioni del computer sono un insieme di insiemi binari specifici che dicono alla CPU cosa fare. Se confrontiamo una CPU con un impianto di elaborazione, allora un'istruzione è come un ordine, che innesca una serie di azioni dell'impianto CPU_processing e infine ottiene i risultati e i prodotti dell'operazione. Quindi come lavorano? Innanzitutto, deve esserci un dipartimento che riceve gli ordini: il meccanismo di recupero delle istruzioni della CPU; in secondo luogo, deve esserci un negozio che completa l'ordine: il meccanismo di esecuzione delle istruzioni della CPU. In fabbrica, il prodotto su un ordine è suddiviso in molti processi e le istruzioni vengono anche convertite in molte micro-operazioni corrispondenti nella CPU. Dopo averli completati in ordine, viene eseguita l'intera istruzione.

2, l'attuazione delle istruzioni

Nella CPU di fascia bassa, l'esecuzione delle istruzioni è seriale. In termini semplici, dopo il completamento di un'istruzione, viene eseguita l'istruzione successiva. Ad esempio, il suddetto impianto di lavorazione all'inizio dell'impresa ha solo una piccola officina. E il capo che sta combattendo da solo, quindi, quando riceve un ordine, deve essere impegnato a completare il primo ordine, e non in grado di ritirare il secondo. In questo modo, gli ordini vengono accettati, gli ordini vengono completati, gli ordini vengono ricevuti, gli ordini vengono recuperati, le istruzioni vengono eseguite, le istruzioni vengono recuperate e le istruzioni vengono prese. Questo è un processo seriale. Successivamente, il capo ha scoperto che ci voleva molto tempo per accettare l'ordine e aveva un aiutante che poteva lavorare indipendentemente l'uno dall'altro. In questo modo, il proprietario ha accettato l'ordine successivo durante il completamento dell'ultimo ordine. Ciò si manifesta nella CPU è il meccanismo di recupero delle istruzioni e l'esecuzione del meccanismo di comando sono separati, in modo che dalla CPU nel suo insieme, la CPU nell'implementazione dell'ultima istruzione contemporaneamente rimuova in parallelo le istruzioni. Questo è un salto di qualità nella tecnologia della CPU, trasforma la CPU dal lavoro seriale in un lavoro parallelo, che ha un prototipo semplificato.

Dopo che la CPU ha completato questo passaggio, ciò che resta è come migliorare la capacità di elaborazione parallela. I progettisti della CPU si ispirano alla catena di montaggio dell'impianto di lavorazione e suddividono l'esecuzione di un'istruzione in molte diverse. Il processo_microistruzione semplifica enormemente la complessità dell'istruzione, semplifica la progettazione logica e aumenta la velocità. In una CPU con tecnologia a catena di montaggio, la prima istruzione ha appena eseguito il primo "processo" e immediatamente la seconda istruzione è stata aggiunta alla pipeline per iniziare l'esecuzione. Ovviamente, questo tipo di tecnologia di trasporto automatizzato richiede più unità di esecuzione, che sono implementate nel chip X86.

Attraverso l'introduzione di cui sopra, abbiamo imparato cos'è la tecnologia delle pipeline. Sebbene questa non sia un'innovazione, è un grosso ostacolo nella realizzazione della tecnologia. È un importante contributo dei progettisti di CPU allo sviluppo dei computer.

Allora, cosa sta succedendo con la linea di super-assemblaggio del chip P6?

3, P6 super- linea di assemblaggio profilo

La linea di assemblaggio Super è ancora essenzialmente una tecnologia della catena di montaggio , ma apporta i seguenti miglioramenti.

R. Il numero di linee di automazione è passato dai due Pentium a tre e ci sono undici unità di esecuzione indipendenti che le supportano in parallelo.

B. Nell'esecuzione vengono utilizzate tecniche di elaborazione fuori ordine. Cioè, quando un'istruzione richiede alcuni dati e non riesce a eseguirla immediatamente, verrà rimossa dalla pipeline e dal sistema di automazione per i dati. La CPU eseguirà immediatamente l'istruzione successiva, che è come scoprire che un prodotto non è qualificato sulla catena di montaggio e viene eliminato. , in attesa di rielaborare un motivo. In questo modo è possibile impedire l'esecuzione di un'istruzione e influire sull'efficienza dell'intera linea di trasporto .

C. Le istruzioni sono suddivise in fasi più fini in P6, il che semplifica e velocizza la progettazione della logica, i processi, ecc. Nel chip 486, un'istruzione è generalmente divisa in cinque parti standard, così come il Pentium. In P6, a causa dell'adozione di tecniche simili a RISC, un'istruzione è stata divisa in quattordici periodi di registrazione. Ciò aumenta notevolmente la velocità della catena di montaggio.