Типичная программа на каждые 6—8 команд содержит одну команду перехода. Последствия этого предсказать нетрудно: при наличии конвейера через каждые 6—8 команд его нужно очищать и заполнять заново в соответствии с адресом перехода. Все преимущества конвейеризации теряются. Поэтому в архитектуру Pentium был введен блок

Другие предметы Колледж Архитектура вычислительных систем вычислительные системы сети телекоммуникации колледж архитектура Pentium команды перехода конвейеризация блоки в архитектуре программирование компьютерные сети Новый

В архитектуре процессоров Pentium был введен специальный блок, известный как блок предсказания переходов (branch prediction). Этот механизм был разработан для минимизации потерь производительности, связанных с частыми переходами в коде программы.

Давайте разберем, как работает этот блок и почему он важен:

1. Проблема переходов: Как уже упоминалось, типичная программа содержит переходы (например, условные операторы, циклы), что требует очистки конвейера. Каждый раз, когда процессор сталкивается с командой перехода, ему нужно определить, какая команда будет выполнена следующей.
2. Очистка конвейера: При переходе, если процессор не знает, куда переходить, он вынужден очищать конвейер и загружать новые команды. Это приводит к потере времени, так как конвейер не может эффективно использовать свои ресурсы.
3. Блок предсказания переходов: Чтобы избежать потерь, в архитектуру Pentium был добавлен блок предсказания переходов. Этот блок пытается заранее угадать, будет ли переход выполнен или нет. Если предсказание верно, процессор продолжает работу без задержек. Если же предсказание неверно, приходится очищать конвейер, но это происходит реже.
4. Методы предсказания: Существуют разные методы предсказания переходов, включая:
• Статическое предсказание, при котором определенные правила применяются к командам.
• Динамическое предсказание, когда процессор анализирует историю выполнения команд и на основе этого делает выводы о вероятности того, что переход будет выполнен.
5. Преимущества: Использование блока предсказания переходов позволяет значительно повысить производительность процессора, так как уменьшает количество случаев, когда конвейер необходимо очищать.

Таким образом, блок предсказания переходов в архитектуре Pentium является важным элементом, который помогает процессору эффективно обрабатывать команды и минимизировать время простоя, связанное с переходами в коде.