¿Qué es la línea de montaje de computadoras?

Question

Accepted Answer

La línea de ensamblaje de computadoras es el primer uso de Intel en el chip 486. La línea de montaje funciona como una línea de montaje en la producción industrial. En la CPU, una línea de ensamblaje de procesamiento de instrucciones se compone de 5-6 unidades de circuito funcionales diferentes, y luego una instrucción X86 se divide en 5-6 pasos y luego se ejecuta por estas unidades de circuito por separado, de modo que una instrucción se puede completar en una Ciclo de reloj de la CPU. , mejore la velocidad de cálculo de la CPU. Pentium clásico, cada línea de ensamblaje de enteros se divide en cuatro niveles, es decir, captación previa de instrucciones, decodificación, ejecución, escribir los resultados, el punto flotante se divide en ocho niveles de línea de ensamblaje.

La tecnología de línea de montaje es una tecnología clave ampliamente utilizada en chips de microprocesador (CPU). La tecnología de línea de automatización informática se refiere a la descripción del modo de ejecución de cada instrucción en la CPU. Para entenderlo, primero hay que entender las instrucciones y su ejecución.

1, instrucciones de computadora

Las instrucciones de la computadora son un conjunto de conjuntos binarios específicos que le dicen a la CPU qué hacer. Si comparamos una CPU con una planta procesadora, entonces una instrucción es como una orden, que desencadena una serie de acciones de la planta CPU_processing, y finalmente obtiene los resultados y productos de la operación. Asique, como trabajan? Primero, debe haber un departamento que reciba pedidos: el mecanismo de obtención de instrucciones de la CPU; y en segundo lugar, debe haber una tienda que complete la orden: el mecanismo de instrucción de ejecución de la CPU. En la fábrica, el producto de un pedido se divide en muchos procesos y las instrucciones también se convierten en muchas microoperaciones correspondientes en la CPU. Después de completarlos en orden, se ejecuta toda la instrucción.

2, la implementación de instrucciones

En la CPU de gama baja, la ejecución de las instrucciones es en serie. En términos simples, después de completar una instrucción, se ejecuta la siguiente instrucción. Por ejemplo, la planta de procesamiento antes mencionada al comienzo de la empresa tiene solo un pequeño taller. Y el jefe que está luchando solo, entonces, cuando recibe una orden, debe estar ocupado completando la primera orden y no ser capaz de recoger la segunda. De esta manera, se aceptan pedidos, se completan pedidos, se reciben pedidos, se recuperan pedidos, se ejecutan instrucciones, se recuperan instrucciones y se toman instrucciones. Este es un proceso en serie. Más tarde, el jefe descubrió que se necesitaba mucho tiempo para aceptar la orden y tenía un ayudante que podía trabajar de forma independiente el uno del otro. De esta manera, el propietario aceptó el siguiente pedido mientras completaba el último. Esto se manifiesta en la CPU es el mecanismo de búsqueda de instrucciones y la ejecución del mecanismo de comando están separados, de modo que de la CPU en su conjunto, la CPU en la implementación de la última instrucción al mismo tiempo en paralelo para eliminar las instrucciones. Este es un salto cualitativo en la tecnología de la CPU, hace que la CPU del trabajo en serie funcione en paralelo, que tiene un prototipo optimizado.

Una vez que la CPU ha completado este paso, lo que queda es cómo mejorar la capacidad de procesamiento en paralelo. Los diseñadores de CPU se inspiran en la línea de montaje de la planta de procesamiento y dividen la ejecución de una instrucción en muchas diferentes. Process_microinstruction simplifica enormemente la complejidad de la instrucción, simplifica el diseño lógico y aumenta la velocidad. En una CPU con tecnología de línea de montaje, la primera instrucción acaba de ejecutar el primer "proceso", e inmediatamente la segunda instrucción se ha agregado a la canalización para comenzar la ejecución. Obviamente, este tipo de tecnología de transporte automatizado requiere múltiples unidades de ejecución, que se implementan en el chip X86.

A través de la introducción anterior, hemos aprendido qué es la tecnología de canalización. Aunque esto no es una innovación, es un obstáculo importante en la realización de la tecnología. Es una contribución importante de los diseñadores de CPU al desarrollo de computadoras.

Entonces, ¿qué está pasando con la línea de súper ensamblaje del chip P6?

3, perfil de línea de súper ensamblaje P6

La línea de ensamblaje Super sigue siendo esencialmente una tecnología de línea de ensamblaje , pero hace las siguientes mejoras.

R. El número de líneas de automatización ha aumentado de los dos Pentium a tres, y hay once unidades de ejecución independientes que las soportan en paralelo.

B. En la ejecución se utilizan técnicas de procesamiento fuera de orden. Es decir, cuando una instrucción requiere algunos datos y no se ejecuta de inmediato, se eliminará de la canalización y del sistema de automatización de datos. La CPU ejecutará inmediatamente la siguiente instrucción, que es como descubrir que algún producto no está calificado en la línea de ensamblaje y es eliminado. , esperando reelaborar una razón. De esta manera, es posible evitar que se ejecute una instrucción y afectar la eficiencia de toda la línea transportadora .

C. Las instrucciones se dividen en etapas más finas en P6, lo que facilita y acelera el diseño lógico, los procesos, etc. En el chip 486, una instrucción generalmente se divide en cinco partes estándar, al igual que Pentium. En P6, debido a la adopción de técnicas similares a RISC, una instrucción se dividió en catorce períodos de registro. Esto aumenta enormemente la velocidad de la línea de montaje .