Bao lâu là một đường ống vi xử lý hiện đại điển hình?

16

Tôi đã học được một số về đường ống nhưng đó là 4 giai đoạn và 5 giai đoạn và tôi nghĩ rằng đường ống hiện đại điển hình dài hơn và phức tạp hơn trong thực tế. Các đường ống điển hình là bao lâu và chúng ta có thể mong đợi chúng tăng bao nhiêu và điểm đạt được lợi nhuận giảm dần trong hiệu suất tăng cho các đường ống dài hơn là ở đâu?

hardware cpu computer-architecture

— Niken
nguồn

1

Tôi nghĩ rằng bạn có thể mong đợi họ ở trong độ tuổi 20 nhưng trí nhớ của tôi bị

— hoen

26

Intel đã có 5 giai đoạn đường ống trong kiến trúc Pentium ban đầu của mình. Số lượng các giai đoạn đạt đỉnh ở mức 31 trong gia đình Prescott, nhưng sau đó đã giảm. Ngày nay, trong bộ xử lý Core series II (i3, i5 và i7), có 14 giai đoạn trong đường ống xử lý.

Microarchitecture   Pipeline stages
P5 (Pentium)             5
P6 (Pentium 3)          10
P6 (Pentium Pro)        14
NetBurst (Willamette)   20
NetBurst (Northwood)    20
NetBurst (Prescott)     31
NetBurst (Cedar Mill)   31
Core                    14
Bonnell                 16
Sandy Bridge            14
Silvermont              14 to 17
Haswell                 14
Skylake                 14
Kabylake                14

Prescott chỉ đạt được mức tăng khiêm tốn về hiệu suất so với người tiền nhiệm và thiết kế phức tạp hơn của nó đòi hỏi sức mạnh đáng kể hơn so với hiệu suất của nó. Mặc dù có những yếu tố đóng góp khác cho hiệu suất đáng thất vọng của Prescott, nhưng có vẻ rõ ràng rằng việc tăng số lượng các giai đoạn đường ống cuối cùng đạt được lợi nhuận giảm dần.

Tài liệu tham khảo
Prescott đẩy các giới hạn
đường ống
Danh sách đường ống của bộ xử lý kiến trúc Intel của các cấu trúc vi mô CPU Intel
Độ sâu đường ống tối ưu cho bộ vi xử lý

— Robert Harvey
nguồn

Có bản cập nhật nào trong 4 năm qua không?

— to nướng_flakes

3

@toOK_flakes: Sau Bonnell, Intel ít nhiều giải quyết trên 14 giai đoạn đường ống (16 với Fetch / Retire). Xem danh sách các cấu trúc vi mô CPU của Intel .

— Robert Harvey

2

Bộ xử lý Skylake cũng có hàng đợi nhập cảnh 224 để thực hiện các lệnh không theo thứ tự, cộng với hàng đợi cho tối đa 72 tải xuất sắc, cộng với hàng đợi lập lịch 97 mục, do đó, độ trễ từ lệnh được đọc đến lệnh bị hủy có thể là rất lớn , giả sử nếu bạn có hàng trăm hướng dẫn tải phụ thuộc, theo sau là vài trăm hướng dẫn phân chia phụ thuộc. Nhưng điều đó không cung cấp cho bạn những nhược điểm mà quá nhiều giai đoạn đường ống có.

— gnasher729

8

Về các bộ xử lý hiện đại khác:

ARM lên đến 7: 3 giai đoạn (vẫn được sử dụng rộng rãi là các thiết bị đơn giản hơn)
ARM 8-9: 5 giai đoạn;
ARM 11: 8 giai đoạn;
Cortex A7: 8-10 giai đoạn;
Cortex A8: 13 giai đoạn;
Cortex A15: 15-25 giai đoạn.

Từ Wikipedia .

— 9000
nguồn