Potok procesora to seria etapów przetwarzania w jednostce centralnej (CPU) komputera. Etapy to zwykle pobieranie, dekodowanie, wykonywanie i zapisywanie zwrotne. Potok jest podstawowym elementem konstrukcyjnym większości procesorów, a jego celem jest poprawa wydajności. Dzieląc przetwarzanie instrukcji na oddzielne etapy, procesor może przetwarzać wiele instrukcji w tym samym czasie. Nazywa się to równoległością lub przetwarzaniem równoległym i może znacznie zwiększyć wydajność. Odbywa się to jednak kosztem zwiększonej złożoności i może wprowadzać opóźnienia (znane jako przeciągnięcia potoku), jeśli instrukcje muszą być wykonywane poza kolejnością.
W tym poście wyjaśnimy co to jest potok procesora komputerowego . Jednostka centralna (skrót od jednostki centralnej) jest ważną częścią komputera, działającą jak mózg. I już to wiemy. Ale to, czego możemy nie wiedzieć, to techniki, które sprawiają, że procesor jest wydajny. Jedną z tych technik jest Rurociągi . Jeśli chcesz wiedzieć co to jest procesor potokowy i jak potok poprawia wydajność procesora to przeczytaj ten post.
Co to jest potok procesora komputera?
W informatyce instrukcja to polecenie wydawane przez program centralnemu procesorowi. Składa się z kodu języka maszynowego, który procesor rozumie i wykonuje. Na przykład |_+_| jest instrukcją używaną do informowania procesora o przechowywaniu informacji w pamięci RAM. Pipelinowanie to technika wykorzystywane w rozwoju nowoczesnych procesorów. Ten zwiększa ogólną przepustowość poleceń (liczba instrukcji wykonywanych na sekundę) poprzez podzielenie instrukcji na podzadania, które procesor może przetwarzać równolegle.
Nie działa dźwięk Teamviewer
Co to jest procesor potokowy?
Procesor potokowy działa na zasadzie potokowania, dzieląc zestaw instrukcji na kilka podzadań, z których każde podzadanie wykonuje jedną operację. Rurociąg ma 2 punkty końcowe: wejście i wyjście . Kilka podzadań jest akumulowanych między tymi końcami w taki sposób, że wyjście jednego podzadania jest połączone z wejściem następnego podzadania. Dlatego potokowy procesor wykonuje więcej niż jedno podzadanie w tym samym czasie.
najlepsza aplikacja na Twitterze dla systemu Windows 10
Przeczytaj także: Wyjaśnienie typów topologii w sieci komputerowej .
W jaki sposób potokowanie poprawia wydajność procesora?
Ogólnie rzecz biorąc, procesor może złamać instrukcję w następujących przypadkach. 4 podzadania (na bardzo podstawowym poziomie):
- Przynieść – pobierać instrukcje z pamięci.
- odszyfrować - instrukcje dekodowania.
- Spełnić - wykonywanie poleceń.
- Pisać – zapisanie wyniku z powrotem do pamięci.
Załóżmy teraz Procesor ma dedykowany blok do wykonywania każdego z tych podzadań. . Podczas gdy jeden blok wykonuje podzadanie, pozostałe bloki procesora będą bezczynne, nic nie robiąc w tym czasie. Potokowanie wykorzystuje te bezczynne jednostki, używając ich do przetwarzania innych instrukcji w kolejce.
Zrozummy to na przykładzie. Spójrz na poniższy rysunek:
zmniejszyć zużycie danych w YouTube
Powyższy rysunek pokazuje, jak zestaw dwóch instrukcji jest wykonywany w środowisku procesora bez potoku oraz w środowisku procesora z potokiem. Jak widać, procesor bez potoku potrzebuje 8 cykli na wykonanie 2 instrukcji, podczas gdy procesor z potokiem wykonuje ten sam zestaw instrukcji w zaledwie 5 cyklach.
Przyglądając się uważnie, procesor potokowy używa swojego bloku Fetch do wykonania pierwszego podzadania drugiej instrukcji, podczas gdy jego blok Decode wykonuje już drugie podzadanie pierwszej instrukcji. W związku z tym używa drugiego bloku w tym samym czasie, co pierwszego bloku, który w przeciwnym razie byłby bezczynny w środowisku bez potoku.
Zwiększenie szybkości wykonywania danego zestawu instrukcji zwiększa zatem szybkość procesora. Oto jak potokowanie poprawia wydajność procesora. Ważne, aby zauważyć tutaj polega na tym, że potokowanie nie skraca czasu potrzebnego procesorowi na wykonanie instrukcji. Raczej zwiększa liczbę instrukcji, które procesor może przetwarzać w tym samym czasie. Tak więc zwiększenie liczby podzadań tak naprawdę nie oznacza, że procesor potokowy będzie szybszy niż procesor bez potoku. W rzeczywistości wykonanie pojedynczej instrukcji w przypadku procesora bez potoku może zająć mniej czasu niż w przypadku procesora z potokiem, w zależności od liczby zaangażowanych etapów potoku (liczby podzadań).
Mam nadzieję, że powyższe wyjaśnienie wyjaśnia, czym jest potok procesora komputera. Jeśli masz jakiekolwiek wątpliwości, podziel się nimi w sekcji komentarzy poniżej.
błąd 0x80073701
Czy potokowanie poprawia wydajność procesora?
Architektura potokowa zwiększa liczbę instrukcji przetwarzanych na cykl procesora. Zwiększając przepustowość instrukcji, zwiększa ogólną wydajność procesora. Jeśli jednak zestaw instrukcji składa się ze złożonych instrukcji (takich jak instrukcje rozgałęzień), procesor nie będzie wiedział z góry, gdzie przeczytać następną instrukcję i musi czekać, aż bieżąca instrukcja zostanie całkowicie wykonana. W takich przypadkach architektura potokowa może nie zapewniać wydajności procesora.
Czy potokowanie wydłuża czas wykonania?
Pipelining zwiększa liczbę instrukcji wykonywanych jednocześnie w każdym cyklu zegara. Ale to niekoniecznie zwiększa czas potrzebny na wykonanie pojedynczej instrukcji. Na przykład potokowanie nie nadaje się do wykonywania instrukcji rozgałęzienia, które przekierowują sekwencyjne wykonywanie na inną ścieżkę. Ta dezorganizacja może spowodować przerwanie potoku lub jego całkowite oczyszczenie, chyba że zostaną wprowadzone odpowiednie metody rozwiązywania problemów z rozgałęzieniami.
Czytaj więcej: Jak ograniczyć użycie procesora dla procesu w systemie Windows .
