Quelle est la longueur d'un pipeline de microprocesseur moderne typique?

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J'ai appris un peu sur le pipelining mais ceux-ci étaient en 4 et 5 étapes et je pense que le pipelining moderne typique est beaucoup plus long et plus compliqué dans la pratique. Quelle est la durée des pipelines typiques et dans quelle mesure peut-on s'attendre à ce qu'ils augmentent et où est le point d'atteindre des retours en baisse dans les gains de performance pour les pipelines plus longs?

hardware cpu computer-architecture Niklas
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1
Je pense que vous pouvez vous attendre à ce qu'ils soient dans les années 20 mais ma mémoire est rouillée
aaronman

Réponses:

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Intel avait 5 étapes de pipeline dans son architecture Pentium d'origine. Le nombre d'étapes a culminé à 31 dans la famille Prescott, mais a diminué par la suite. Aujourd'hui, dans les processeurs Core série II (i3, i5 et i7), il y a 14 étapes dans le pipeline de processeurs.

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 n'a réalisé que des gains de performances modestes par rapport à son prédécesseur, et sa conception plus complexe exigeait beaucoup plus de puissance par rapport à ses gains de performances. Bien qu'il y ait eu d'autres facteurs contribuant à la performance décevante de Prescott, il semble clair que l'augmentation du nombre d'étapes de pipelining finit par entraîner une baisse des rendements.

Références
Prescott repousse les limites du
pipeline La
liste des pipelines de processeurs d'architecture Intel Liste des microarchitectures de CPU Intel
La profondeur de pipeline optimale pour un microprocesseur

Robert Harvey
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Une mise à jour depuis 4 ans?
toasted_flakes
3
@toasted_flakes: Après Bonnell, Intel s'est plus ou moins installé sur 14 étapes de pipeline (16 avec Fetch / Retire). Voir la liste des microarchitectures CPU Intel .
Robert Harvey
2
Un processeur Skylake possède également une file d'attente de 224 entrées pour l'exécution des instructions dans le désordre, plus une file d'attente pour jusqu'à 72 charges en suspens, plus une file d'attente du planificateur de 97 entrées, de sorte que le délai entre la lecture d'une instruction et la suppression de l'instruction peut être énorme , disons si vous avez des centaines d'instructions de chargement dépendantes, suivies de quelques centaines d'instructions de division dépendantes. Mais cela ne vous donne pas les inconvénients d'un trop grand nombre d'étapes de pipeline.
gnasher729
8

Concernant les autres processeurs modernes:

  • ARM jusqu'à 7: 3 étapes (encore largement utilisé pour les appareils plus simples)
  • ARM 8-9: 5 étapes;
  • ARM 11: 8 étapes;
  • Cortex A7: 8-10 étapes;
  • Cortex A8: 13 étapes;
  • Cortex A15: 15-25 étapes.

De Wikipédia .

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