Новосибирский государственный университет Факультет информационных технологий

А.М.Федотов

Словарь-справочник по информатике (онтология информатики)

Суперконвейерный процессор

Суперконвейерный процессор - процессор, с аппаратно реализованным режимом конвейерной обработки (см. конвейерный процессор) и числом ступеней конвейера более 8.

Эффективность конвейера находится в прямой зависимости от того, с какой частотой на его вход подаются объекты обработки.
Суперконвейеризация (термин впервые был применен в 1988 году) позволяет улучшить производительность процессора за счет повышения частоты, с которой команды подаются на конвейер и перемещаются по нему. В обычном конвейере эта частота ограничена временем обработки в самой «медленной» ступени конвейера. В суперконвейере возможность увеличения частоты достигается путем выявления «медленных» ступеней и разбиения их на несколько простых таким образом, чтобы время обработки в каждой из них не превышало аналогичного показателя для остальных ступеней конвейера.
Главное требование - возможность реализации операции в каждой ступени конвейера наиболее простыми техническими средствами, а значит, с минимальными затратами времени. Вторым, не менее важным условием является одинаковость задержки во всех ступенях.
Показателем для причисления процессора к суперконвейерным служит число ступеней в конвейере команд. К суперконвейерным относят процессоры, где таких ступеней больше шести. Первым серийным суперконвейерным процессором считается MIPS R4000, конвейер команд которого включает в себя восемь ступеней.
Наряду с понятием суперконвейеризации применение нашел и другой термин - «гиперконвейеризация», который компания Intel использовала при описании процессора Pentium IV с его конвейером команд из 20 ступеней.
К сожалению, выигрыш, достигаемый за счет суперконвейеризации, на практике может оказаться лишь умозрительным. Удлинение конвейера ведет не только к усугублению проблем, характерных для любого конвейера, но и к возникновению дополнительных сложностей. В длинном конвейере возрастает вероятность конфликтов. Дороже обходится ошибка предсказания перехода - приходится очищать большее число ступеней конвейера, на что требуется больше времени. Усложняется логика взаимодействия ступеней конвейера. Отражением этих проблем стало то, что Intel в своих разработках сначала увеличила длину конвейера до 31 ступени (ядро Prescoot), а в последующих моделях (процессор Core 2) сократила число ступеней до 14.

Ключевые термины, связанные с термином "Суперконвейерный процессор":

1. Гиперпотоковая обработка

Литература

Основная:

1. Цилькер Б.Я. Организация ЭВМ и систем : Учебник для вузов / Б.Я. Цилькер, С.А. Орлов. - 2-е изд. - СПб.: Питер, 2011. - 688 с. - ISBN 978-5-49807-862-5.

Ключевые термины (головные):  Процессор;   Конвейерный процессор;

Контекстный поиск: Задайте образец для поиска:

Федотов Анатолий Михайлович

НГУ ФИТ НГУ ИВТ СО РАН