Các bộ xử lý siêu thanh được thiết kế để thực hiện nhiều hướng dẫn trên mỗi chu kỳ đồng hồ, tăng hiệu suất. Tính toán thời gian chu kỳ CPU bao gồm việc phân tích các yếu tố khác nhau như sự phân tích, giai đoạn đường ống và các hạn chế phần cứng. Bài này cung cấp hướng dẫn từng bước một để xác định thời gian chu kỳ trong các bộ xử lý như vậy.

Hiểu được thành phần

Thời gian chu kỳ của một bộ xử lý siêu phổ phụ thuộc vào một số thành phần quan trọng:

  • Hướng dẫn Latency: ) Số chu kỳ cần thiết để hoàn tất một sự chỉ dẫn.
  • Độ sâu Pipeline:) Số lần trong đường ống dẫn hướng dẫn.
  • Các Constraint: yếu tố như nguy cơ dữ liệu, xung đột tài nguyên, và việc truy cập bộ nhớ bị trì hoãn.

Bước 1: Quyết định sự dạy dỗ lâu dài nhất

Xác định hướng dẫn với độ trễ tối đa. Độ trễ này thường đặt giới hạn thấp hơn cho chu kỳ vì chỉ thị sau đó không thể hoàn tất nhanh hơn hạn chế này.

Bước 2: Phân tích giai đoạn ống

Thời gian chu kỳ phải là thời gian ngắn nhất để đảm bảo đồng bộ hóa đúng cách xuyên suốt đường ống.

Bước 3: Tài khoản cho các con phần cứng

Hãy xem xét những sự chậm trễ do các mối nguy hiểm dữ liệu, xung đột tài nguyên và việc truy cập bộ nhớ.

Tính toán cuối cùng

Thời gian chu kỳ được xác định bằng cách tối đa trong số:

  • Sự chỉ dẫn lâu dài nhất được chia ra bởi số lượng các chỉ dẫn có thể thực hiện song song.
  • Thời gian của giai đoạn đường ống chậm nhất.
  • Trễ thêm do hạn chế phần cứng.

Về mặt toán học, nó có thể được diễn đạt như:

Thời gian hình cầu = tối đa (Chỉ thị Latency / song, giai đoạn chậm nhất, thời gian chạy chậm