CPU mikroaritecture tasarımının anlaşılması çeşitli hesaplamaları analiz eder ve endüstri standartlarına uygun hale getirir. Bu kılavuz bu kavramları açıklığa kavuşturabilmek ve verimli işlemciler tasarlamaya yardımcı olur.
CPU Microarchitectures
CPU mikroarşiklüğü, bir işlemcinin bileşenlerinin organizasyonu ve talimatları nasıl yürütmeleri gerektiğini ifade eder. Anahtar elementler öğretim hattı, önkoşul ve yürütme birimleri içerir.
Mikroaritecture Design'da Hesaplamalar
Bir CPU tasarımı, saat hızı, öğretim yoluyla ve güç tüketimi ile ilgili hesaplamaları gerektirir. Örneğin, saat döngüsü zamanını belirlemek için, boru hatlarının aşamaları arasında en uzun gecikmeyi düşünün.
Sahne gecikmelerinin takip edildiği gibi olduğunu varsayalım: (2 ns), decode (1.5 ns), hafıza erişimi (2.5 ns), ve geri dönüş (1 ns). döngü zamanı en yavaş aşamayı karşılamak için en az 3 n olmalıdır.
Tasarımda Standart Uyum
Süreçtörler, yüzen arithmetic ve x86 veya ARM mimarileri için eğitim setleri için standartların içine uymalıdır.
Örneğin, yüz noktalı bir birim tasarlarken, yuvarlak modlar ve istisna işlemleri dahil olmak üzere IEEE 754 operasyonlarını doğru bir şekilde uygulamaktadır.
Örnek: Önlem Boyutlarını Hesaplamak
Bir işlemcinin aşağıdaki boyutlarda 4 önbellek seviyesi olduğunu varsayalım: L1 (32 KB), L2 (256 KB), L3 (8 MB), ve ana bellek (16 GB). Performansı optimize etmek için, önbellek boyutları geç erişim ve hit oranlarına göre dengeli olmalıdır.
Toplam önbellek kapasitesi, ana bellek erişiminden önce önbellek hiyerarşisinin 8256 MB'si toplam olarak tüm düzeylerden özetlemeyi içerir.