CPU 미세조합 설계는 다양한 계산을 분석하고 업계 표준을 준수하는 것을 포함합니다. 이 가이드는 이러한 개념을 명확하게하고 효율적인 프로세서를 설계하는 데 도움이되는 예제를 제공합니다.

CPU Microarchitecture의 기본 개념

CPU microarchitecture는 프로세서의 구성 요소의 조직을 나타내고 지시를 실행하는 상호 작용하는 방법을 나타냅니다. 주요 요소에는 명령 파이프라인, 캐시 계층 구조 및 실행 단위가 포함됩니다.

Microarchitecture Design의 계산

CPU 설계는 클럭 속도, 명령 처리량 및 전력 소비와 관련된 계산을 요구합니다. 예를 들어, 클럭 사이클 시간을 결정하기 위해 파이프라인 단계 중 가장 긴 지연을 고려하십시오.

단계 지연을 공급하는 것은 다음과 같습니다. fetch (2 ns), decode (1.5 ns), 실행 (3 ns), 메모리 액세스 (2.5 ns), 쓰기 백 (1 ns). 주기 시간은 가장 느린 단계에 수용하기 위해 적어도 3 ns이어야한다.

Design의 표준 준수

프로세서는 IEEE 754과 같은 표준을 준수해야 부동점 arithmetic 및 X86 또는 ARM 아키텍처는 지시 세트. 준수는 시스템 전반에 걸쳐 호환성과 신뢰성을 보장합니다.

예를 들어, 부동점 단위를 설계할 때, 올바른 실행을 확인 IEEE 754 작업, 라운드 모드 및 예외 처리 포함.

예: Cache 크기를 계산

프로세서에는 다음 크기의 캐시의 4 레벨이 있습니다. L1 (32 KB), L2 (256 KB), L3 (8 MB) 및 주요 메모리 (16 GB). 성능을 최적화하려면 캐시 크기는 액세스 대기 시간 및 히트 속도를 기반으로 균형 잡힌다.

총 캐시 용량을 계산하는 것은 모든 수준의 크기를 요약합니다. 이 경우 총 8.256 MB의 캐시 hierarchy의 주요 메모리 액세스 전에.