Cauruļvads ir procesora segments, kas ievērojami palielina tā veiktspēju, tāpat kā montāžas līnija rūpnīcā. Apzināti izstrādāts, lai paātrinātu apstrādes ātrumu, katrs cauruļvada segments ir optimizēts viena konkrēta uzdevuma veikšanai, ieskaitot, bet ne aprobežojas ar instrukciju dekodēšanu, instrukciju vai argumentu iegūšanu, aritmētisku darbību veikšanu vai pat vienkārša aprēķina rezultātu saglabāšanu vai process. Katrs no šiem segmentiem ir pilnīgi neatkarīgs, kas nozīmē, ka dažādi segmenti var darboties vienlaikus, jebkurā secībā vai kombinācijā, kas nepieciešama jebkuram uzdevumu kopumam.
Technipages Explains Pipeline
Tādējādi procesors spēj apstrādāt vairākas instrukcijas vienlaikus. Ilgu laiku tas nebija iespējams, tāpēc, kad pirmie cauruļvadi tika iekļauti mikroprocesoros, bija iespējams milzīgs apstrādes ātruma lēciens. Tagad procesoram vienlaikus ir pat iespējams vairāk nekā viens konveijers — katra līnija spēj veikt vienu un to pašu, un tajā ir identiskas atšķirīgu segmentu kopas, kas var apstrādāt uzdevumus.
Ja procesoram vienlaikus ir vairāk nekā viens konveijers, to sauc par superskalāro arhitektūru. Ātruma pieaugums, izmantojot katru pievienoto konveijeru, ir ievērojams – spējai apstrādāt vairākas instrukcijas mazos soļos, kas tiek izpildītas vienlaikus, ir milzīga ietekme. Datu izgūšana, izpilde un ierakstīšana atpakaļ atmiņā ir process, ko veic mikroprocesori. tomēr, līdzīgi kā rūpnīcas montāžas līnija, cauruļvadi ļāva ievērojami palielināt moderno iekārtu produktivitāti datori. Mūsdienu cauruļvados parasti ir nedaudz vairāk par duci pakāpienu - tas ir, vairāk nekā duci atsevišķu segmentu, kas spēj darboties vienlaikus.
Cauruļvada biežie lietojumi
- Cauruļvadi ir ievērojams ātruma palielinājums no procesoriem, kuriem nebija segmentētas apstrādes sadaļas.
- Procesoru superskalārā arhitektūra — vairāki konveijeri vienam procesoram — palielina milzīgo produktivitātes pieaugumu, ko skaitļošanā nodrošina pat tikai viens konveijers.
- Cauruļvadu izmantošana mūsdienu procesoru arhitektūrā ir atkarīga no vairāk nekā duci segmentu, kas veiksmīgi mijiedarbojas katru reizi, kad kaut kas tiek nosūtīts pa cauruļvadu.
Bieža cauruļvada ļaunprātīga izmantošana
- Procesoru cauruļvadi apraksta procesu, kurā instrukcijas tiek izpildītas pa vienam.