Torujuhe on protsessori segment, mis suurendab märkimisväärselt selle jõudlust, samamoodi nagu konveieriliin tehases. Tahtlikult kavandatud töötlemiskiiruse kiirendamiseks, iga konveieri segment on optimeeritud ühe konkreetse ülesande täitmiseks, sealhulgas, kuid mitte piirdub juhiste dekodeerimise, juhiste või argumentide toomise, aritmeetiliste toimingute sooritamise või isegi lihtsa arvutuse tulemuste salvestamisega või protsessi. Kõik need segmendid on täiesti sõltumatud, mis tähendab, et erinevad segmendid võivad töötada samaaegselt, mis tahes järjekorras või kombinatsioonis, mis on mis tahes ülesannete komplekti jaoks vajalik.
Technipages Explains Pipeline
Sellega saavutatakse tõhusalt efekt, et protsessor suudab korraga töödelda mitut käsku. Pikka aega ei olnud see võimalik, nii et kui esimesed torujuhtmed mikroprotsessoritesse lülitati, oli töötlemiskiiruses võimalik tohutu hüpe. Nüüd on isegi võimalik, et protsessoril on korraga rohkem kui üks konveier – iga rida on võimeline tegema samu asju, sisaldades identseid eraldiseisvate segmentide komplekte, mis suudavad ülesandeid töödelda.
Kui protsessoril on korraga rohkem kui üks konveier, nimetatakse seda superskalaarseks arhitektuuriks. Kiiruse kasv iga lisatud konveieri kaudu on märkimisväärne – mitme käsu samaaegsel täitmisel väikeste sammudega töötlemisel on tohutu mõju. Andmete otsimine, käivitamine ja mällu tagasi kirjutamine on protsess, mille mikroprotsessorid läbivad – Kuid sarnaselt tehase koosteliiniga võimaldasid torujuhtmed oluliselt tõsta tootlikkust kaasaegsetele arvutid. Kaasaegsed torujuhtmed sisaldavad tavaliselt veidi üle tosina sammu – see tähendab rohkem kui tosinat eraldi segmenti, mis on võimelised samaaegselt töötama.
Torujuhtme levinud kasutusalad
- Torujuhtmed on märkimisväärselt kiirendanud protsessoritest, millel ei olnud segmenteeritud töötlemise sektsioone.
- Protsessorite superskalaarne arhitektuur – mitu konveierit protsessori kohta – suurendab tohutut tootlikkuse kasvu, mille isegi üks konveier andis andmetöötlusele.
- Konveierite kasutamine tänapäevases protsessoriarhitektuuris sõltub enam kui tosinast segmendist, mis toimivad edukalt iga kord, kui konveieri kaudu midagi saadetakse.
Torujuhtme tavalised väärkasutused
- Protsessorite torujuhtmed kirjeldavad protsessi, mille juhised ükshaaval nende täitmisel läbivad.