CPU/Pipeline und Superskalare Architektur: Unterschied zwischen den Versionen
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Aktuelle Version vom 29. März 2023, 12:40 Uhr
Pipeline-Verfahren
- Bis jetzt sind wir davon ausgegangen, dass die CPU die Befehle nach dem klassischen Von-Neumann-Prinzip nacheinander verarbeitet.
- Jeder Befehl wird innerhalb einer bestimmten Zeit (Taktzyklus) erledigt, dann ist der Nächste dran.
- Wenn man der BIU erlaubt, schon Befehle aus dem Speicher zu holen während die CU gerade einen analysiert, hat man zwei Arbeitsschritte parallelisiert.
- Es sind also zwei Befehle gleichzeitig in Teilbearbeitung. Überträgt man das Prinzip auf alle beteiligten Funktionseinheiten, erhöht sich die Zahl der Teilbearbeitungen weiter.
- Dieses Pipeline-Prinzip verarbeitet aber die eingehenden Befehle und Daten immer noch Schritt für Schritt.
Pipeline in Funktion: Mit der Pipelining-Technik lässt sich die Befehlsausführung beschleunigen.
Superskalare Architektur
- Wenn schon eine Pipeline die Geschwindigkeit erhöht, geht es mit Zweien noch schneller.
- In Bild 9 "Parallel ist schneller" ist im oberen Teil ein solcher Ansatz zu sehen.
- Auf diese Weise arbeitet beispielsweise der Intel Pentium.
- Um unnötige Probleme mit Abhängigkeiten zwischen den Befehlen zu minimieren, arbeitet die Intel-CPU allerdings nur bei Kommandos gleichzeitig mit beiden Pipelines, die gut zueinander passen.
Parallel ist schneller: Superskalare Architekturen mit einer doppelten Pipeline (oben) und parallel arbeitenden Ausführungseinheiten
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