IBM PC protsessorlarining arxitekturasi va mikroarxitekturasi

IBM PC protsessorlarining arxitekturasi v mikroarxitekturasi Reja: 32-razryadl prtsessorarining programmali modeli Prtsessor registrlari. Xotirani keshlash IBM PC va ular Intel firmasiga tegishli 80x86 oilasiga mansub protsessorlar qo'llaniladi. IBM PC original mashinalarida 16-razryadli registrli protsessorlar qo'llaniladi. Keyingi hamma protsessor modellari, shular qatorida 32-razryadli (386, 486, Pentium, Pentium Pro, Pentium IIII, Celeron, Pentium IV Intel firmasidan, K56, K6 va (Athlon va Duron) AMD, MI, MII va CyrixVIA firmasidan) bilan MMX, SSE va 3D Now! Kengaytmali o'z ichiga avvalgi modellarni arxitekturasi, buyruqlar sistemasini programma ta'minoti to'plashini olgan. Protsessor arxitekturasi deganda uni programma modeli tushuniladi, yani programma ko'rinish xususiyatlari. Bu kitobda (Intel Architecture 32 bit) faqat IA-32 arxitekturali protsessorlar x86 oilasining 5-7 avlodlarini keltiramiz. Mikroarxitektura deganda, bu programmani modelini ichki amallar bajarilishi tushuniladi. IA-32 arxitekturali bir xil qurilmalarga har xil firma va avlod uchun mavjud ajraluvchan mikroarxitektura amalda qo'llaniladi. Albatta, shu tariqa programmani bajarish tezligi va ishlab chiqarishni maksimal holatga intiladi keltiriladi. 5-7 avlod protsessorlarini mikroarxitekturasida avvalgi protsessorlarga xos bo'lmagan turli konveyerizatsiya usullarini amalga oshirish va hisoblash jarayonlarini parallellash mavjud bajarish mumkin. Bular Pentium (MMX) va uni yaqin analoglari, Pentium Pro, Pentium IIII, Celeron va nihoyat Pentium IV va K7. Konveyerizatsiya (pipelining) - bu har bir topshiriqni bajarilishini bir nechta etaplarga bo'lish va har bir o'z protsessorni orqali konveyr bosqichida bajariladi. Bajarish jarayonida topshiriq konveyer bo'ylab keyingi bo'shagan bosqichiga o'tadi. Bu holda konveyer bir vaqtni o'zida bir nechta ketma-ketlikdagi topshiriqlar amalga oshiriladi va protsessorni ishlab chiqarishi uni har bir konveyeridagi bajarilgan topshiriqdan chiqish tezligi orqali baholanadi. Protsessorni maksimal ishlab chiqarish holatiga yetkazish uchun minimal ortiqcha shtraf sikllar soni (penalty cycles) bilan konveyerlarni to'liq zagruskasini ta'minlash zarur, albatta kod ham ?? oddiy usul bilan Pentium va R6 sinfidagi protsessorlarda tez amalga oshiriladi. Superkonveyeri arxitekturasi (superpipelined) protsessor konveyerlari ko'p qadamlar soniga ega va ularni har birini soddalashtiradi. Pentium 4 giperkonveyeri 20 ta qadamga ega. Bitta konveyerli protsessorni skalyar deb atashadi. Bu tipga Intel protsessorlaridan to 486 gacha hamma protsessorlar kiradi. Superskalyar (superskalar) protsessori 1 ta va undan ortiq konveyerga ega. (Pentium-2 ta), u topshiriqni parallel ishlab chiqaradi. Pentium ikki oqimli protsessor, R6 sinfidagi protsessorlar esa 3-oqimidir. Protsessorlar registrlarni qayta nomlash (registr renaming) arxitektura chegarasidan topshiriqni parallel amalga oshirish imkonini beradi (8 ta umumiy registrdan foydalanish imkonini beradi). Qayta nomlangan registrli protsessorlar 8 tadan ko'p umumiy registrga ega. Bu registrlar oraliq natijalarni yozishda ishlarini hamda ularni tegishli mantiqiy nomi va fizik registrlarni adreslari joylashtiriladi. ma'lumotlarni surish (data forwarding) topshiriqni amalga oshirilishini boshlanishi va operandlarni tayyorligi havida ma'lumot ...