• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
عضویت در خبرنامه
روش های افزایش سرعت CPU ...
توسط : OK0037

1.       روش Piplining

متداولترین راه برای افزایش سرعت یك پردازنده ، بالا بردن فركانس آن می باشد اما را ه های دیگری نیز وجود دارد كه به وسیله آن می توان مقدار قابل توجهی كارایی یك پردازنده را افزایش داد راه هایی چون استفاده از Pipelining .
Pipelining ، روشی می باشد كه مدت زیادی است در پردازنده ها از آن استفاده می شود در این روش پردازنده ها كمی باهوش تر عمل می كند.
          برای واضح تر شدن موضوع
Pipelining ، مثالی از اجرای یك دستور در CPU را شرح می دهیم؛ یك پردازنده را در نظر بگیرید كه در هر پالس یك دستورالعمل را اجرا می كند. در اولین پالس ، دستور را از داخل حافظه اصلی ( RAM ) به داخل CPU  انتقال داده می شود. در پالس بعدی CPU  دستور را Decode
و در پالس سوم دستور اجرا می شود . در پالس چهارم نتیجه عمل ذخیره می گردد كه ا ین چرخه به صورت متوالی ادامه پیدا خواهد كرد.
در صورتیكه یك پردازنده دارای قابلیت
Pipelining
باشد می تواند چند عمل را در یك زمان و به صورت موازی انجام دهد بدین ترتیب كه :
در پالس اول ، دستور اول از حافظه اصلی خوانده 
می شود.
در پالس دوم ، دستور اول Decode گشته و همزمان دستور العمل دوم از حافظه اصلی خوانده 
می شود.
• در پالس سوم ، دستور العمل اول اجرا ، همزمان دستورالعمل دوم Decode و دستور العمل سوم از حافظه اصلی خوانده 
می شود.
بدین ترتیب این كارها همگی در یك زمان انجام می گیرند كه به
Pipelining معروف می باشد.
طراحان و كارشناسان با انجام تغییر در معماری CPU ها توانستند با تكنولوژی Pipelining
كارایی پردازنده را تا 4 برابر افزایش دهند.
نتیجه ای كه از این قسمت می توان گرفت اینست كه سرعت در پردازنده ها فقط به عامل فركانس بستگی ندارد بلكه فركانس فقط یكی از عوامل مهم در سرعت آنها می باشد.

2.      روش Cache Memory

یكی دیگر از راه های افزایش كارایی در پردازنده ها استفاده از حافظه نهان یا همان Cache Memory می باشد.
با یك مثال وظیفه حافظه نهان (
Cache Memory ) را شرح می دهیم :
          بخش بایگانی اداره ای را در نظر بگیرید .كارمند این بخش ،
  پرونده ها را منظم در قفسه های متراكم و شلوغ قرار داده است. فرض كنید پیدا كردن یك پرونده بطور میانگین یك دقیقه از وقت كارمند را بگیرد.اگر كارمند قسمت بایگانی احتمال دهدكه ممكن است مجددا به این پرونده مراجعه شود و به جای آنكه آن را مجددا در قفسه قرار دهد روی میز خود بگذارد در مراجعه بعدی به همان پرونده دیگر زمانی برای جستجو و پیدا كردن آن تلف نخواهد شد.
          وظیفه حافظه نهان یا
Cache Memory
نیز دقیقا همین است . حافظه نهان در حقیقت همان میز كارمند است ( كه در مقایسه با قفسه ها از ابعاد بسیار كوچكی برخوردار می باشد ) و پرونده نیز در حكم دستور العمل و یا داده ای می باشد كه از آن زیاد استفاده می شود. پردازنده در هنگام اجرای یك برنامه و خواندن اطلاعات از حافظه اصلی ، با دستورات و یا داده هایی برخورد می كند كه به دفعات از آنها استفاده می شود.
برای جلوگیری از مراجعه از تكرا ر مراجعه پردازنده به حافظه اصلی برای خواندن دستورات و یا داده های تكرای این اطلاعات به قسمتی به نام حافظه
Cache ممنتقال می گردد. این حافظه به دلیل اینكه از نوع حافظه های Static می باشد( بر خلاف حافظه اصلی كه از نوع Dynamic می باشد ) دارای سرعت بسیار بیشتری نسبت به حافظه اصلی است و زمان مراجعه به آن بسیار كمتر از زمان مراجعه به حافظه اصلی ( RAM ) می باشد.
همانطور كه می دانید حافظه اصلی (
RAM ) از تعداد بسیار زیادی خازن تشكیل شده است اما در Cache Memory همانند CPU در ساختمان آن از ترانزیستور استفاده شده است و به همین دلیل است كه افزایش مقدار Cache در پردازنده ها با افزایش قیمت همراه است.

LeO11AuG@YaHoO.CoM

 

پنج شنبه 18/7/1387 - 10:3
پسندیدم
UserName