Kaj je spominska pregrada?

V zgodovini so bili procesorji popolnoma zaporedni stroji. To je zelo logično in lahko razumljivo, vendar je lahko težava pri delovanju. V preteklih letih je bilo veliko genialnih prilagoditev zasnove CPE, da bi iz silicijevih rezin izvlekli čim več zmogljivosti. Ena bolj zanimivih pa je izvedba izven reda. V CPU-jih z izvajanjem zunaj vrstnega reda ni nujno, da se ukazi izvajajo v vrstnem redu, v katerem so izdani.

Zastoj v redu

Glavna težava z zmogljivostjo, s katero se sooči CPE v redu, se imenuje zastoj v cevovodu. To se zgodi, ko je ukaz odvisen od nekega pomnilnika, vendar ta pomnilnik ni neposredno na voljo v registru. V tem primeru mora CPE najti to vrednost v pomnilniku. Najprej se preveri predpomnilnik procesorja, saj je to najhitrejša pomnilniška raven. Če vrednosti ni, se preveri sistemski RAM. V tem času mora CPE mirovati, saj je treba navodila, ki so odvisna od pomnilnika, dokončati po vrsti pred naslednjimi navodili.

Vpliv zastoja v cevovodu morda ni tako slab, lahko pa je tudi razmeroma resen. Na primer, predpomnilnik L1 lahko običajno vrne rezultat v velikosti 5 ciklov procesorja. Predpomnilnik L2 lahko traja 20 ciklov, L3 približno 200 ciklov in sistemski RAM približno 400 ciklov. Glede na to, da lahko CPE deluje pri približno 5 GHz, kar je 5 milijard taktov na sekundo, tudi 400 ciklov ni tako slabo (0,000008 %). Toda če imate veliko navodil, ki se morajo sklicevati na podatke nižje po ravneh predpomnilnika, lahko kumulativni učinek povzroči opazno upočasnitev.

Nepravilno izvajanje in preimenovanje registra

Izvajanje brez vrstnega reda je tehnika, ki razporejevalniku omogoča, da prerazporedi navodila v svoji čakalni vrsti. S tem prerazporeditvijo se lahko odloči, da bo določenim nitim dal prednost pred drugimi. Prav tako lahko potisne navodila nazaj v čakalno vrsto, če imajo odvisnost podatkov, ki še ni izpolnjena. To v največji možni meri preprečuje zastoje cevovoda in zmanjšuje cikle nedejavnosti.

Izvajanje brez vrstnega reda zahteva funkcijo, imenovano preimenovanje registra. CPU lahko dostopa do podatkov v registrih v enem ciklu. Registri se uporabljajo za shranjevanje podatkov, ki se berejo in zapisujejo. Bistveno pa je zagotoviti, da računalnik na splošno vidi vse, kar se dogaja v logičnem vrstnem redu, ne v vrstnem redu, optimiziranem za cikel CPE-ja. Da bi to omogočili, imajo procesorji veliko več logičnih registrov, kot zahteva arhitektura procesorja.

Podatki, ki jih je treba izpisati, a imajo »prejšnje« navodilo, ki še ni dokončano, se vnesejo v register gospodarstev. Ti podatki se ne prenesejo v drug register, ko se naročilo uredi. Namesto tega se ime registra gospodarstva spremeni v ime registra, v katerem bi moral biti. To je nekoliko podobno, kot če bi sladico pripravili pred glavno jedjo, a jo nato shranjevali v hladilniku, dokler ni čas za serviranje.

Ti logični registri so popolnoma nenaslovljeni. CPE lahko zares naslavlja samo logične registre, ki imajo trenutno skupno ime arhitekturnih registrov. Kljub temu se jih CPE prav tako dovolj zaveda, da lahko, če se druga preurejena navodila zanašajo na podatke v logičnem registru hrambe, uporabijo le-te in ne "zastarele" podatke v arhitekturnem registru v tem določenem empiričnem času.

Spominske ovire

Pomnilniška pregrada – imenovana tudi membar, spominska ograja ali navodilo ograje – je navodilo v računalniški kodi. Programerju omogoča, da uveljavi omejitev zaporedja pomnilniških operacij, izdanih pred in po pomnilniški pregradi. Pomnilniška pregrada naroči načrtovalcu procesorja, naj zagotovi, da so vsa navodila obdelana pred vsemi navodili za pregrado. To se naredi za zagotovitev, da so pomembne operacije zaključene v pravilnem vrstnem redu.

Na splošno v sodobnih računalnikih to ne bi smelo biti potrebno. Nepravilno izvajanje in preimenovanje registra sta dobro uveljavljena in zrela področja. Kljub temu je pomnilniška pregrada lahko koristna za starejše, manj izpopolnjene procesorje, ki niso v redu, ali se uporablja pri kritičnih pomnilniških operacijah.

Pomnilniške ovire lahko nekoliko poslabšajo zmogljivost. To je zato, ker dejavno preprečujejo razporejevalniku CPU, da bi optimiziral določene dele toka navodil. To poveča možnost zastoja cevovoda.

Zaključek

Pomnilniška pregrada je navodilo, ki zagotavlja omejitev vrstnega reda pomnilniških operacij. To je pomembno, ker lahko izvajalni procesorji, ki niso v vrstnem redu, preurejajo posebna navodila. Medtem ko je preimenovanje registra dobro uveljavljeno kot metoda za zagotavljanje celovitosti pomnilnika v tem okolju, je lahko koristno, če ga zagotovite ročno.

Pomnilniška pregrada prisili razporejevalnik CPU, da zagotovi, da so navodila dokončana pred vsemi navodili za pregrado. To preprečuje preurejanje pomnilniških operacij. Prav tako preprečuje, da bi CPE optimiziral pretok navodil, kar lahko vpliva na zmogljivost.


Kako klonirati trdi disk

Kako klonirati trdi disk

V sodobni digitalni dobi, kjer so podatki dragocena dobrina, je lahko kloniranje trdega diska v sistemu Windows za mnoge ključen postopek. Ta obsežen vodnik

Kako popraviti, da se gonilnik WUDFRd ni uspel naložiti v sistemu Windows 10?

Kako popraviti, da se gonilnik WUDFRd ni uspel naložiti v sistemu Windows 10?

Ali se med zagonom računalnika soočate s sporočilom o napaki, ki pravi, da se gonilnik WUDFRd ni uspel naložiti v vaš računalnik?

Kako popraviti kodo napake NVIDIA GeForce Experience 0x0003

Kako popraviti kodo napake NVIDIA GeForce Experience 0x0003

Ali imate na namizju izkušnje s kodo napake NVIDIA GeForce 0x0003? Če je odgovor pritrdilen, preberite blog in poiščite, kako hitro in enostavno odpraviti to napako.

Kaj je SMPS?

Kaj je SMPS?

Preberite, kaj je SMPS in pomen različnih ocen učinkovitosti, preden izberete SMPS za svoj računalnik.

Kaj je varnost na podlagi izolacije?

Kaj je varnost na podlagi izolacije?

Poglobili se bomo v temo, ki postaja vse bolj pomembna v svetu kibernetske varnosti: varnost, ki temelji na izolaciji. Ta pristop k

Kako uporabljati Auto Clicker za Chromebook

Kako uporabljati Auto Clicker za Chromebook

Danes sem se nameraval poglobiti v orodje, ki lahko avtomatizira ponavljajoča se opravila klikanja na vašem Chromebooku: Auto Clicker. To orodje vam lahko prihrani čas in

Roomba se ustavi, zatakne in obrne – popravi

Roomba se ustavi, zatakne in obrne – popravi

Odpravite težavo, ko se vaš robotski sesalnik Roomba ustavi, zatakne in se nenehno obrača.

Zakaj se moj Chromebook ne vklopi

Zakaj se moj Chromebook ne vklopi

Pridobite odgovore na vprašanje Zakaj se moj Chromebook ne vklopi? V tem koristnem vodniku za uporabnike Chromebooka.

Kako spremeniti grafične nastavitve na Steam Deck

Kako spremeniti grafične nastavitve na Steam Deck

Steam Deck ponuja robustno in vsestransko igralno izkušnjo na dosegu roke. Vendar, da optimizirate svoje igranje in zagotovite najboljše možno

Kako spremeniti številčnico ure na Fitbit Versa 4

Kako spremeniti številčnico ure na Fitbit Versa 4

Brezplačno spremenite številčnico ure svojega Fitbit Versa 4, da bo vaša ura vsak dan drugačna. Poglejte, kako hitro in enostavno je.