Архитектура ЭВМ Лекция 6: Устройство управления многотактного процессора. Конвейерный тракт данных.

В лекции подробно рассматривается устройство управления многотактного процессора и автомат управления. Разбирается конвейерный тракт данных и особые ситуации при использовании конвейера. Лектор: Кирилл Кринкин
Другие полезные материалы: online.osll.ru...

[@spechulfapticks3108]

17:05 вероятно неточность. если MemToReg=1 - то по идее же должно быть записано не посчитанное на АЛУ, а то, что лежит в буфере блока Instr/Data Memory (что как по мне логично, если мы говорим про lw)

[@ОоооОооо-и3л]

бесценно, спасибо!

[@alexffdoubleb]

Форд не придумывал конвеер. Форд первым применил конвейер для сборки авто. Сами конвейеры были до Форда.

[@unimahneanimatooth8963]

Первым применил конвейер для сборки авто Рэнсом Эли Олдс.

[@ВАСИЛИЙСИДОРОВ-ф7ч]

И это УУ после включения ЭВМ или его сброса... начинает работать по кольцу считывая команды из определенной области памяти начинает их выполнять....вот и весь принцип

[@ВАСИЛИЙСИДОРОВ-ф7ч]

Говорит очень много но не по теме...надо сказать просто УУ это микропрограмный автомат

[@nicholasspezza9449]

В конце лектор перепутал регистры из которых читаем данные и в которые записываем.

[@0ver4ance]

Только я вот чего понять не могу. Сначала мы построили однотактный процессор. Потом сказали, мол он много АЛУ использует, два вида памяти. Значит надо нам строить многотактный процессор. Построили. Все хорошо. АЛУ одно, память одна. А потом мы зачем-то вернули старый однотактный процессор, но он уже работает в многотактном режим. Так зачем мы это сделали? Ведь, как мне кажется, выгодней с такой архитектурой выполнять по одной инструкции за такт как раньше, чем строить на ее основе конвейер у которого потом какие-то конфликты возникают. Единственное объяснение которое в голову приходит, что это сделано для учебных целей, мол на однотактном процессоре проще объяснить как конвейер работает. Надеюсь знающие люди мою догадку подтвердят или опровергнут. И ещё вопрос. А как так получилось, что первый однотактный процессор наш выполнял одну инструкцию за один такт, а второй однотактный процессор уже выполняет за один такт часть инструкции?

[@WorldMineRip]

Попробую ответить на последний вопрос, у нас однотактный проц выполняет 1 инструкцию за огромное время. А тут мы можем это огромное время поделить, и пока он закончит одну инструкцию за неск тактов, у нас будет готова часть работы ко второй инструкции. Или может даже к третьей или 4, если правильно настроить блок управления. Без этого придется ждать полной обработки инструкции. И различная архитектура не влияет на саму возможность делить на такты.

[@musakhl]

1. Проблема однотактного процессора не столько в нерациональном использовании функциональных узлов, сколько в том, что тактовая частота ограничена временем выполнения самой долгой инструкции. А это значит, что быстрые команды будут выполняться неэффективно - они могли бы выполниться очень быстро, но из-за необходимости подгонять такт под самую долгую инструкцию, они простаивают. Это сильно замедляет процессор. 2. Многотактный процессор пытается с этим бороться, но в реальности, никакой реальной эффективности это не дает, кроме как выигрыша в дешевизне из-за переиспользования ФУ. Многотактный процессор накладывает дополнительные ограничения на время тактов из-за регистров, которые тормозят выполнение инструкции(ибо увеличивается время распространения сигнала). Из-за этого такие процессоры, в среднем, работают даже медленнее, чем однотактные процессоры. 3. Конвейрный процессор - это способ ускорить выполнение программ в огромное количество раз. Принцип здесь в том, что все этапы выполнения делятся на шаги(как в многотактном), что позволяет повысить тактовую частоту, с другой стороны, все ФУ пытаются нагружать по максимуму, загружая последующие команды еще до того, как выполнилась первая. Это увеличивает количество выполенных инструкций за единицу времени, тактовая частота тоже не проседает. В общем говоря, не смотря на то, что там приходится сделать схему чуть сложнее (из-за разрешения конфликтов), все равно выигрыш достаточно огромный. Единственная реальная проблема конвейерных процессоров - это инструкции условного перехода. Они могут сильно тормозить процессор, если часто промахиваться с предсказанием. Но для этого делаются супер сложные предсказатели переходов, которые компенсируют потерю производительности. Таким образом, на практике все равно конвейрные процессоры работают сильно быстрее.