Introdução ao pipeline

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apresentação feita para a matéria de organização de micros.

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Introdução ao pipeline

  1. 1. Introdução ao pipeline 2009<br />Rogério A. Cardoso Rodrigues<br />
  2. 2. <ul><li> pipeline e Multiciclo
  3. 3. Pipeline e natural
  4. 4. A arquitetura dos processadores Pentium
  5. 5. Processadores Intel de 5ª geração
  6. 6. O funcionamento dos pipeline dos primeiros Pentium</li></li></ul><li>MULTICICLO x PIPELINE<br /><ul><li>Multiciclo: as operações são divididas em vários estágios </li></ul>que funcionam seqüencialmente.<br />Latch<br />Latch<br />Latch<br />S1<br />S2<br />Sn<br />ATIVO no ciclo 2<br />INATIVO no ciclo 2<br />INATIVO no ciclo 2<br /><ul><li>Pipeline: vários estágios funcionam simultaneamente, para </li></ul>instruções diferentes.<br />Latch<br />Latch<br />Latch<br />Sn<br />S1<br />S2<br /> instrução k<br /> instrução k - 1<br />
  7. 7. A<br />B<br />C<br />D<br />Pipeline: é natural!<br /><ul><li>Exemplo de Lavanderia
  8. 8. Tem-se os volumes A, B, C e D de roupas para lavar, secar e passar
  9. 9. A lavadora leva 30 minutos
  10. 10. A secadora leva 40 minutos
  11. 11. “Passadeira” leva 20 minutos</li></li></ul><li>A<br />B<br />C<br />D<br />Lavanderia Sequencial<br />6 <br />Meia noite<br />7<br />8<br />9<br />11<br />10<br />Tempo<br />30<br />40<br />20<br />30<br />40<br />20<br />30<br />40<br />20<br />30<br />40<br />20<br />T<br />a<br />s<br />k<br />O<br />r<br />d<br />e<br />r<br /><ul><li>A lavanderia sequencial leva 6 horas para 4 volumes
  12. 12. Se usarem o “pipeline”, quanto tempo levaria?</li></li></ul><li>30<br />40<br />40<br />40<br />40<br />20<br />A<br />B<br />C<br />D<br />Lavanderia em Pipeline<br />6 <br />Meia noite<br />7<br />8<br />9<br />11<br />10<br />Tempo<br />o<br />r<br />d<br />e<br />m<br /><ul><li>Lavanderia em Pipeline leva 3.5 horas</li></li></ul><li>30<br />40<br />40<br />40<br />40<br />20<br />A<br />B<br />C<br />D<br />sobre o Pipeline<br /><ul><li>O Pipeline ajuda melhorar o throughput de um trabalho por completo
  13. 13. A taxa do Pipeline é limitada pelo estágio mais lento
  14. 14. Comprimentos desbalanceados dos estágios do pipeline reduzem o speedup
  15. 15. O tempo para “preencher” o pipeline e o tempo para “limpar” o pipeline reduzem o speedup</li></ul>6 <br />7<br />8<br />9<br />Tempo<br />o<br />r<br />d<br />e<br />m<br />
  16. 16. Processadores Pentiumde 5ª geração<br />
  17. 17. Pentium <br /><ul><li>O Pentium é um processador, em termos de software, igual ao 386 e ao 486.
  18. 18. Acessa a mesma quantidade de memória (4 GB) e memória virtual (64 TB). Como seu modo protegido é muito parecido com o modo protegido do 486, o Pentium é considerado um processador de 32 bits, pois manipula instruções e dados de 32 bits, como fazem o 386 e o 486.</li></li></ul><li>Características do Pentium <br /><ul><li>Barramento de dados de 64 bits
  19. 19. Cache L1 de 16 KB
  20. 20. Arquitetura superescalar em dupla canalização: O Pentium funciona internamente como se fossem dois processadores 486 trabalhando em paralelo.
  21. 21. Co-processador matemático mais rápido que o 486
  22. 22. Instrução de identificação
  23. 23. Suporte a multiprocessamento</li></li></ul><li>Arquitetura do Pentium<br /><ul><li>O Pentium tem duas unidades de execução, chamadas canalizações
  24. 24. A primeira unidade de execução chama-se U
  25. 25. Segunda V</li></li></ul><li>Temas e Estilos Rápidos<br />
  26. 26. O pipeline do Pentium<br />Pentium e do Pentium MMX, como esses processadores têm duas canalizações (isto é, como se fossem duas unidades de execução), o processador é capaz de efetuar duas seqüências de etapas em paralelo<br />
  27. 27.
  28. 28. A maneira com que o Pentium executa instruções é exatamente a mesma do 486<br />
  29. 29. Novos Layouts<br />
  30. 30. Novos Layouts<br />

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