Liukuputki on prosessorin segmentti, joka parantaa dramaattisesti sen suorituskykyä, samalla tavalla kuin kokoonpanolinja tehtaalla. Tarkoituksenmukaisesti suunniteltu nopeuttamaan käsittelynopeuksia, ja jokainen liukuhihnan segmentti on optimoitu suorittamaan yksi tietty tehtävä, mukaan lukien mutta ei rajoittuu käskyjen purkamiseen, ohjeiden tai argumenttien hakemiseen, aritmeettisten operaatioiden suorittamiseen tai jopa yksinkertaisen laskutoimituksen tulosten tallentamiseen tai käsitellä asiaa. Jokainen näistä segmenteistä on täysin itsenäinen, mikä tarkoittaa, että eri segmentit voivat toimia samanaikaisesti, missä tahansa järjestyksessä tai yhdistelmässä mitä tahansa tehtävää varten tarvitaan.
Technipages selittää putkilinjan
Tällä saavutetaan tehokkaasti se vaikutus, että prosessori pystyy käsittelemään useita käskyjä kerrallaan. Pitkään aikaan tämä ei ollut mahdollista, joten kun ensimmäiset putkistot liitettiin mikroprosessoreihin, valtava harppaus käsittelynopeudessa oli mahdollista. Nyt prosessorilla voi jopa olla useampi kuin yksi liukuhihna kerrallaan – jokainen rivi pystyy samoihin asioihin ja sisältää identtiset joukot erillisiä segmenttejä, jotka voivat käsitellä tehtäviä.
Jos prosessorissa on useampi kuin yksi liukuhihna samanaikaisesti, tätä kutsutaan superskalaariarkkitehtuuriksi. Nopeuden lisäys jokaisen lisätyn putkilinjan kautta on merkittävä – useiden käskyjen käsitteleminen pienissä vaiheissa samaan aikaan on valtava vaikutus. Tietojen haku, suorittaminen ja kirjoittaminen takaisin muistiin on prosessi, jonka mikroprosessorit käyvät läpi - kuitenkin, aivan kuten tehtaan kokoonpanolinja, putkistot mahdollistivat merkittävän tuottavuuden lisäämisen nykyaikaisten laitteiden tietokoneita. Nykyaikaisissa putkistoissa on yleensä hieman yli tusina askelmaa – toisin sanoen yli tusina erillistä segmenttiä, jotka voivat toimia samanaikaisesti.
Putkilinjan yleiset käyttötavat
- Liukulinjat ovat merkittävä askel nopeudessa verrattuna prosessoreihin, joissa ei ollut segmentoituja prosessointiosia.
- Prosessorien superskalaariarkkitehtuuri – useita liukuputkia prosessoria kohden – lisää valtavaa tuottavuuden kasvua, jonka jopa yksittäinen putki toi tietojenkäsittelyyn.
- Liukuputkien käyttö nykyaikaisessa prosessoriarkkitehtuurissa perustuu siihen, että yli tusina segmenttiä toimivat onnistuneesti vuorovaikutuksessa joka kerta, kun jotain lähetetään liukuhihnan kautta.
Putkilinjan yleiset väärinkäytökset
- Prosessorien putkistot kuvaavat prosessia, jonka käskyt kulkevat, kun niitä suoritetaan, yksi kerrallaan.