säilitatakse ajutiselt konveieri astmetevahelistes puhverregistrites. Mittelineaarne konveier sisaldab tagasiside ja otseedastuse ahelaid. Need konveierid sobivad hästi rekursiivsete funktsioonide ning skalaarkorrutiste väärtuste arvutamiseks. Konveierid võivad oma talitlusviisilt olla kas sünkroonsed või asünkroonsed. 22. Sünkroonse käsukonveieri jõudlus, käsukonveieri jõudlust mõjutavad tegurid. Eeldame, et käsu töötlus ilma konveierita arvutis kestab t ajaühikut. Kui sama käsku töödelda ideaalses tasakaalustatud n-astmelises sünkroonses käsukonveieris, kus käskude töötlus on jaotatud n ajaliselt võrdse kestusega (t/n) töötlusetapiks, siis saavutatav informatsiooni läbilaske tõus (TPn) ehk kiirendus, mida konveiertöötluse rakendamine võimaldab võrreldes konveierita töötlusega, on võrdne: TPn=n/ [1+(q*n)/t]. Käsukonveieri jõudlust mõjutavad tegurid:
kasutada kaks (või enam) erinevatesse käskudesse kuuluvat andmeüksust. Konveiertöötluse paradoks Käskude konveiertöötlusel ei muutu aeg, mida kulutatakse üksiku käsu töötlemisele, (mõningate käskude korral võib see isegi pikeneda), kuid suureneb ajaühikus töödeldavate käskude arv, st suureneb protsessori informatsiooni läbilaskevõime. 22. Sünkroonse käsukonveieri jõudlus, käsukonveieri jõudlust mõjutavad tegurid. Eeldame, et käsu töötlus ilma konveierita arvutis kestab t ajaühikut. Kui sama käsku töödelda ideaalses tasakaalustatud n-astmelises sünkroonses käsukonveieris, kus käskude töötlus on jaotatud n ajaliselt võrdse kestusega (t/n) töötlusetapiks, siis saavutatav informatsiooni läbilaske tõus (TPn) ehk kiirendus, mida konveiertöötluse rakendamine võimaldab võrreldes konveierita töötlusega. 1. Konveieri struktuurne keerukus
Võimalik avastada vaid 1 biti vigu. Arvutite veakindlus, veakindlad koodid Info edastamisel tekib vigu (0 1 või 1 - 0). Selle jaoks on olemas nii vigu avastavad koodid kui ka vigu parandavad koodid. Vigu avastav eelmine punkt. Vigu parandav kood avastab vigase koodi ja parandab selle. Kahe õige koodi vaheline Hammingi distants (erinevus kahendjärgus) peab olema vähemalt kolm. Konveier protsessoris & mälus Otstarbekas on koormata riistvara maksimaalselt. Ilma konveierita täidetakse käske jadamisi. Konveieri abil saab seda teha aga paralleelselt. Konveier ei suurenda üksiku käsu täitmise kiirust, aga ajaühikus täidetakse rohkem käske. Nt. kõigepealt saadab 1 käsu käsuloendur koodi teele, et saada mälukood, samal ajal laadib endasse järgmise käsu ja saadab ka selle teele. Samal ajal toimub juba esimese käsu salvestamine käsuregistris. Konveier on otstarbekas ainult siis, kui seda ei pea vahepeal välja lülitama v peatama
Mõned katkestuste päringud on seotud lisaseadmetega ja nõuavad kohest tähelepanu, samas kui on teisi väliseid seadmeid, millega nii kiire ei ole (näiteks klaviatuur). Täpsuse huvides tuleks mainida, et protsessori katkestuste päringute sisend on ühendatud välisseadmete liidesega, mitte välisseadme endaga otse. VI. Konveier protsessoris ja mälus /163-167/ Kui käsk on jagatud neljaks etapiks ja käske täidetakse konveierita, oleks igal taktil hõivatud ainult 25% protsessorist. Konveier kiirendab protsessori tööd, kuna võimaldab täita käske paralleelselt. Konveier ei kiirenda üksiku käsu täitmise kiirust, kuid ajaühikus täidetakse rohkem käske. Tootlikust tõstab konveier ainult siis, kui seda pole vaja vahepeal peatada või uuesti käivitada. Tõhusust vähendavad: siirdekäsud(hargnemise korral tuleb konveier uuesti käivitada), operandide laadimine
lihtsad käsud CISC Complex Instruction Set Computer Palju käske. Aeglane. Interpretaatori rolli täidab kristalli pinnal realiseeritud mikroprogramm. ~ 1 CISC-käsk = 5 RISC käsku Tavaliselt on reaalsetes protsessorites RISC & CISC ideoloogia paralleelselt. 16. Konveier protsessoris: Kuulub RISC ideoloogia alla. IF instruction fetch OF operand fetch OE operand execute (ALU) OS operand store Kuna protsessor suudab korraga teha igast käsust ühte, kuluks ilma konveierita iga käsu täitmiseks 4 takti. Konveier võimaldab korraga ühe käsu IF, teise OF, kolmanda OE ja neljanda OS teostada. Nii surutakse käsu täitmise aega oluliselt kokku. Probleemiks on siirdekäsud, kuna IF teostatakse parajasti käsu jaoks, mida kavas polegi. Tekib 'mull'. Viivitustega siire. Kuna uue käsu aadressi arvutamine toimub eelmise OE ajal, täidetakse järgnev käsk täielikult, enne kui siirdekäsu aadressile minnakse .. kotatakse ainult 1 takt.
D delay triger ... säilitab niikaua eelmise väärtuse, kuni sisendisse antakse uus väärtus JK triger universaalsisenditega triger ... nagu SRt, ainult sisendi 11 korral, mis enne oli keelatud, muudab JK oleku vastupidiseks. Konveier protsessoris ja mälus protsessoris Kuulub RISC ideoloogia alla. IF instruction fetch OF operand fetch OE operand execute (ALU) OS operand store Kuna protsessor suudab korraga teha igast käsust ühte, kuluks ilma konveierita iga käsu täitmiseks 4 takti. Konveier võimaldab korraga ühe käsu IF, teise OF, kolmanda OE ja neljanda OS teostada. Nii surutakse käsu täitmise aega oluliselt kokku. Probleemiks on siirdekäsud, kuna IF teostatakse parajasti käsu jaoks, mida kavas polegi. Tekib 'mull'. Viivitustega siire. Kuna uue käsu aadressi arvutamine toimub eelmise OE ajal, täidetakse järgnev käsk täielikult, enne kui siirdekäsu aadressile minnakse .. kotatakse ainult 1 takt.
lihtsad käsud CISC Complex Instruction Set Computer Palju käske. Aeglane. Interpretaatori rolli täidab kristalli pinnal realiseeritud mikroprogramm. ~ 1 CISC-käsk = 5 RISC käsku Tavaliselt on reaalsetes protsessorites RISC & CISC ideoloogia paralleelselt. 16. Konveier protsessoris: Kuulub RISC ideoloogia alla. IF instruction fetch OF operand fetch OE operand execute (ALU) OS operand store Kuna protsessor suudab korraga teha igast käsust ühte, kuluks ilma konveierita iga käsu täitmiseks 4 takti. Konveier võimaldab korraga ühe käsu IF, teise OF, kolmanda OE ja neljanda OS teostada. Nii surutakse käsu täitmise aega oluliselt kokku. Probleemiks on siirdekäsud, kuna IF teostatakse parajasti käsu jaoks, mida kavas polegi. Tekib 'mull'. Viivitustega siire. Kuna uue käsu aadressi arvutamine toimub eelmise OE ajal, täidetakse järgnev käsk täielikult, enne kui siirdekäsu aadressile minnakse .. kotatakse ainult 1 takt.
jäiga loogikaga (hardwired) juhtautomaat, mis võib ka tehnoloogia arenedes asenduda mikroprogrammeeritavaga efektiivne andmevahetus alamprogrammidega effektiivne käskude järjekorra juhtimine (siirded ja alamprogrammid) PILET 3. Konveier protsessoris ja mälus. Konveier kiirendab protsessori tööd, kuna võimaldav mitut käsku täita paralleelselt. Ta ei suurenda üksiku käsu täitmise kiirust. Ilma konveierita protsessori töös täidetakse käske jadamisi. Konveier täidab paralleelselt, kui ühe käsu käsuloendur on saatnud käsu aadressi mälu poole, et saada käsukood, siis ta laeb endasse järgmise käsu ja saadab ka selle teele. Samal ajal toimub juba esimese käsu salvestamine käsuregistrisse ja sellele järgneb käsu dekodeerimine. Virtuaalmälu ( lehekülgedeks jagamine, segmenteerimine). Virtuaalmälu on mäluhaldustehnoloogia, mis kasutab nii arvuti riistvara kui ka tarkvara.
Andmeedastus konveierina.. uus mäluaadress pannakse aadressisiinile enne, kui eelmise andmed on kohal Mux-tud 11.Konveier protsessoris ja mälus. Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks. Näiteks on siin käsk jagatud neljaks etapiks: 1) IF Instruction Fetch (Käsu laadimine) + Instruction Decode 2) OF Operand Fetch (Operandi laadimine) 3) OE Operand Execute ( Operatsioni täitmine ALU-s) 4) OS Operand Store ( Resutaadi salvestamine) Programmi täitmine ilma konveierita: Vaadates nüüd käsu täitmist selgub, et iga etapi täitmisel töötab ainult 20% riistvarast, samas kui 80% ei tee midagi. Siin on üks käskude täitmise efektiivsuse tõstmise võimalus, mille on arvutustehnikasse toonud RISC ideoloogia, nimelt konveier. Teeme nüüd protsessori nii, et need neli käsu täitmise etappi oleksid kõik sõltumatud, ligilähedaselt sama kestvusega. Nüüd saame peale seda kui esimene
10. Konveier protsessoris ja mälus[2] Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks. Näiteks on siin käsk jagatud neljaks etapiks: 1) IF Instruction Fetch + Instruction Decode(Käsu laadimine ja dekodeerimine) 2) OF Operand Fetch (Operandi laadimine) 3) OE Operand Execute ( Operatsioni täitmine ALU-s) 4) OS Operand Store ( Resutaadi salvestamine) Programmi täitmine ilma konveierita: *Selgub, et iga etapi täitmisel on rakendatud vaid 25% täielikust potentsiaaist. Käskude täitmise efektiivsust aitab siinkohal oluliselt tõsta RISCi ideoloogia poolt arvutitehnikasse toodud konveierprotsess. *Eelnevale näitele vastandudes oletame nüüd, et kõik neli käsutäitmise etappi oleksid sõltumatud ning umbes sama kestvusega. Sellisel juhul saaksime esimese käsu esimese etapi täitumisel hakata täitma teise käsu esimest etappi jne. Selliselt jätkates on meil sisuliselt
Asünkroonsete asendussisenditega trigerid Viib trigeri algolekusse. Konveier protsessoris ja mälus Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks. Näiteks on siin käsk jagatud neljaks etapiks: 1) IF Instruction Fetch (Käsu laadimine) + Instruction Decode (ja dekodeerimine) 2) OF Operand Fetch (Operandi laadimine) 3) OE Operand Execute ( Operatsioni täitmine ALU-s) 4) OS Operand Store ( Resutaadi salvestamine) Programmi täitmine ilma konveierita: Eeldades, et iga etapi täitmisel on hõivatud võrreldav hulk riistvara, siis igal taktil on hõivatud vaid 25% protsessorist. Oleks aga otstarbekas koormata kogu protsessori maksimaalselt. Selleks vaja teha protsessori nii, et need neli käsutäitmise etappi oleksid kõik sõltumatud ja ligilähedaselt sama kestusega. Paralleelsuse tõttu täidetakse käske keskmiselt ajaühikus rohkem. Samuti kogu protsessor on pidevalt koormatud. Konveieriga programmi täitmine (Pipeline):
MS (master-slave), kaksiktrigerid, siseviivitusega. 2. Konveier protsessoris ja mälus Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks. Näiteks on siin käsk jagatud neljaks etapiks: 1) IF Instruction Fetch (Käsu laadimine) + Instruction Decode 2) OF Operand Fetch (Operandi laadimine) 3) OE Operand Execute ( Operatsioni täitmine ALU-s) 4) OS Operand Store ( Resutaadi salvestamine) Programmi täitmine ilma konveierita: Vaadates nüüd käsu täitmist selgub, et iga etapi täitmisel töötab ainult 20% riistvarast, samas kui 80% ei tee midagi. Siin on üks käskude täitmise efektiivsuse tõstmise võimalus, mille on arvutustehnikasse toonud RISC ideoloogia, nimelt konveier. Teeme nüüd protsessori nii, et need neli käsu täitmise etappi oleksid kõik sõltumatud, ligilähedaselt sama kestvusega. Nüüd saame peale seda kui esimene käsk on läbinud esimese etapi ja jõudnud teise, alustada
7 5. Konveier protsessoris ja mälus (163-167 mälu + 184 cpu) Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks. Näiteks on siin käsk jagatud neljaks etapiks: 1. Käsukoodi laadimine ja dekodeerimine (IF - Instruction Fetch + Instruction Decode) 2. Operantide laadimine (OF - Operand Fetch) 3. Operatsiooni täitmine ALU-s (OE - Operand Execute) 4. Tulemuse salvestamine (OS - Operand Store) Ilma konveierita täidetakse käske jadamisi ning igal taktil on hõivatud vaid 25% protsessorist. Kui need neli käsutäitmise etappi on sõltumatud, ligilähedaselt sama kestvusega ning iga käsuga käib ümber teatud osa riistvarast, saab käskude täitmise efektiivsuse tõstmiseks kasutada konveierit, mis täidab käske paralleelselt. See ei suurenda käsu täitmise kiirust, kuid tänu sellele täidetakse neid keskmiselt ajaühikus rohkem
1 1 1 1 0 0 Konveier protsessoris ja mälus Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks. Näiteks on siin käsk jagatud neljaks etapiks: 1) IF Instruction Fetch (Käsu laadimine) + Instruction Decode 2) OF Operand Fetch (Operandi laadimine) 3) OE Operand Execute ( Operatsioni täitmine ALU-s) 4) OS Operand Store ( Resutaadi salvestamine) Programmi täitmine ilma konveierita: Vaadates nüüd käsu täitmist selgub, et iga etapi täitmisel töötab ainult 20% riistvarast, samas kui 80% ei tee midagi. Siin on üks käskude täitmise efektiivsuse tõstmise võimalus, mille on arvutustehnikasse toonud RISC ideoloogia, nimelt konveier. Teeme nüüd protsessori nii, et need neli käsu täitmise etappi oleksid kõik sõltumatud, ligilähedaselt sama kestvusega. Nüüd
salvestamine, kuid ta puudub täitmisel. · Konveier protsessoris (Pipeline) Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks. Näiteks on siin käsk jagatud neljaks etapiks: 1) IF Instruction Fetch (Käsu laadimine) + Instruction Decode 2) OF Operand Fetch (Operandi laadimine) 3) OE Operand Execute ( Operatsioni täitmine ALU-s) 4) OS Operand Store ( Resutaadi salvestamine) Programmi täitmine ilma konveierita: Vaadates nüüd käsu täitmist selgub, et iga etapi täitmisel töötab ainult 20% riistvarast, samas kui 80% ei tee midagi. Siin on üks käskude täitmise efektiivsuse tõstmise võimalus, mille on arvutustehnikasse toonud RISC ideoloogia, nimelt konveier. Teeme nüüd protsessori nii, et need neli käsu täitmise etappi oleksid kõik sõltumatud, ligilähedaselt sama kestvusega. Nüüd saame peale seda kui esimene käsk on läbinud esimese etapi
salvestamine, kuid ta puudub täitmisel. Konveier protsessoris (Pipeline) Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks. Näiteks on siin käsk jagatud neljaks etapiks: 1) IF Instruction Fetch (Käsu laadimine) + Instruction Decode 2) OF Operand Fetch (Operandi laadimine) 3) OE Operand Execute ( Operatsioni täitmine ALU-s) 4) OS Operand Store ( Resutaadi salvestamine) Programmi täitmine ilma konveierita: Vaadates nüüd käsu täitmist selgub, et iga etapi täitmisel töötab ainult 20% riistvarast, samas kui 80% ei tee midagi. Siin on üks käskude täitmise efektiivsuse tõstmise võimalus, mille on arvutustehnikasse toonud RISC ideoloogia, nimelt konveier. Teeme nüüd protsessori nii, et need neli käsu täitmise etappi oleksid kõik sõltumatud, ligilähedaselt sama kestvusega. Nüüd saame peale seda kui esimene käsk on läbinud esimese etapi
annaabi.ee 
