Berapa lama pipa mikroprosesor modern yang khas?

16

Saya belajar beberapa tentang pipelining tetapi itu 4-tahap dan 5-tahap dan saya pikir tipikal pipelining modern jauh lebih lama dan lebih rumit dalam praktiknya. Berapa lama tipikal pipeline dan berapa banyak yang dapat kita harapkan untuk meningkat dan di mana titik pencapaian pengembalian diminshing dalam peningkatan kinerja untuk pipeline yang lebih lama?

hardware cpu computer-architecture Niklas
sumber
1
Saya pikir Anda dapat mengharapkan mereka berusia 20-an tetapi ingatan saya berkarat
aaronman

Jawaban:

26

Intel memiliki 5 tahapan pipa dalam arsitektur Pentium aslinya. Jumlah tahap memuncak pada 31 di keluarga Prescott, tetapi menurun setelah itu. Hari ini, dalam prosesor Core seri II (i3, i5, dan i7), ada 14 tahap dalam pipa prosesor.

Microarchitecture   Pipeline stages
P5 (Pentium)             5
P6 (Pentium 3)          10
P6 (Pentium Pro)        14
NetBurst (Willamette)   20
NetBurst (Northwood)    20
NetBurst (Prescott)     31
NetBurst (Cedar Mill)   31
Core                    14
Bonnell                 16
Sandy Bridge            14
Silvermont              14 to 17
Haswell                 14
Skylake                 14
Kabylake                14

Prescott hanya mencapai keuntungan kecil dalam kinerja dibandingkan pendahulunya, dan desainnya yang lebih kompleks menuntut daya yang jauh lebih besar dibandingkan dengan kenaikan kinerjanya. Meskipun ada faktor-faktor lain yang berkontribusi terhadap kinerja Prescott yang mengecewakan, tampaknya jelas bahwa peningkatan jumlah tahap penyalinan akhirnya mencapai hasil yang semakin berkurang.

Referensi
Prescott Mendorong Batas Pipelining Daftar
Pipa Prosesor Arsitektur Arsitektur
Intel Mikro Arsitektur Mikro CPU
Kedalaman Pipa Optimal untuk Mikroprosesor

Robert Harvey
sumber
Adakah pembaruan untuk 4 tahun terakhir?
toasted_flakes
3
@toasted_flakes: Setelah Bonnell, Intel kurang lebih menyelesaikan 14 tahap pipa (16 dengan Ambil / Pensiun). Lihat Daftar Arsitektur Mikro CPU Intel .
Robert Harvey
2
Prosesor Skylake juga memiliki antrian entri 224 untuk pelaksanaan instruksi yang out-of-order, ditambah antrian hingga 72 beban luar biasa, ditambah antrian penjadwalan entri, sehingga penundaan dari instruksi yang dibacakan ke instruksi yang dihentikan dapat menjadi luar biasa , katakanlah jika Anda memiliki ratusan instruksi pemuatan dependen, diikuti oleh beberapa ratus pemecah instruksi dependen. Tetapi itu tidak memberi Anda kerugian yang dimiliki oleh terlalu banyak tahapan pipa.
gnasher729
8

Mengenai prosesor modern lainnya:

  • ARM hingga 7: 3 tahap (masih banyak digunakan adalah perangkat yang lebih sederhana)
  • ARM 8-9: 5 tahap;
  • ARM 11: 8 tahap;
  • Cortex A7: 8-10 tahap;
  • Cortex A8: 13 tahap;
  • Cortex A15: 15-25 tahap.

Dari Wikipedia .

9000
sumber