निर्देश पाइपलाइनिंग की विस्तार से जानकारी (What is pipelining )

इस Topic का Main उद्देश्य निर्देश पाइपलाइनिंग की विस्तार से जानकारी को समझना

निर्देश पाइपलाइनिंग की विस्तार

पाइपलाइन प्रोसेसिंग डेटा स्ट्रीम के साथ-साथ इंस्ट्रक्शन स्ट्रीम में भी हो सकती हैं।

एक निर्देश पाइपलाइन स्मृति से लगातार निर्देश पढ़ती हैं जबकि पिछले निर्देश अन्य खंडों में निष्पादित किए जा सकते हैं।

यह निर्देश को ओवरलैप करने और एक साथ संचालन करने के लिए चरणों को लाने और निष्पादित करने का कारण बनता हैं।

ऐसी योजना से जुड़ा एक संभावित विषयांतर यह है, कि एक निर्देश एक शाखा को क्रम से बाहर कर सकता है।

एक निर्देश लाने वाली इकाई और दो खंड पाइपलाइन प्रदान करने के लिए डिजाइन की गई एक निर्देश निष्पादन इकाई वाले कम्प्यूटर पर विचार करें।

इंस्ट्रक्शन फेच सेगमेंट को फर्स्ट-इन, फर्स्ट-आउट (FIFO) बफर (Buffer) के माध्यम से लागू किया जा सकता है।

बफर एक कतार के रूप में कार्य करता है जिससे नियंत्रण तब निष्पादन इकाइयों के लिए निर्देश दर्ज करता है।

What is micro instruction (सूक्ष्म निर्देश क्या हैं)

माइक्रो कोड में एक ही निर्देश यह कम्प्यूटर में सबसे प्रारंभिक निर्देश है। जैसे किसी रजिस्टर की सामग्री को अंकगणितीय

तर्क सर्किट (Arithmetic logic unit) में ले जाना। एक जटिल मशीन निर्देश जिसे “माइक्रो-ऑप” (Micro-op),

या “म्यू-ऑप” (μ-op) भी कहा जाता है। इसको पूरा करने के लिए कई सूक्ष्म निर्देशों की आवश्यकता होती है। एक ही कम्प्यूटर परिवार और यहा तक की एक ही विक्रेता के भीतर सूक्ष्म निर्देश भिन्न होते हैं।

माइक्रो निर्देश प्रारूप तीन प्रकार के होते हैं।

1. Horizontal format

क्षैतिज प्रारूप (Horizontal format) में प्रत्येक नियंत्रण संकेत को नियंत्रण नियंत्रण शब्द में एक बिट द्वारा दर्शाया जाता है। इस प्रकार यदि डिजाइन में 500 नियंत्रण संकेत है। तब नियंत्रण बिट्स को स्टोर करने के लिए प्रत्येक नियंत्रण शब्द में 500 बिट्स की आवश्यकता होगी। इस प्रारूप में नियंत्रण स्टोर दिखता है। आकार में क्षैतिज क्योंकि नियंत्रण शब्द चौड़े है।

2. Vertical micro code

डिजाइन में अलग-अलग नियंत्रण शब्दों की संख्या की पहचान

प्रत्येक विशिष्ट नियंत्रण शब्द को एक अद्वितीय एन बिट (n bit) कोड निर्दिष्ट करके एन्कोड करें, जहा n log2 हैं।

प्रत्येक नियंत्रण शब्द के लिए डिकोडेड (Decoded) सिग्नल उत्पन्न करने के लिए n*2n डिकोडर का उपयोग करें।

3. Field encoded format

यह देखा जा सकता है, कि डिजाइन में ऐसे संकेत हैं, जो एक ही समय में एक नहीं हो सकतें। इन संकेतों को परस्पर अनन्य (Exclusive) संकेत कहा जाता है। नियंत्रण स्टोर के आकार को बचाने के लिए सभी परस्पर अनन्य संकेतों को एक साथ समूहीकृत (Grouped) और एन्कोड (Encode) किया जा सकता है। ताकि वास्तविक संकेतों के बजाय इस समूह के लिए एक कोड संग्रहित किया जा सके। फिर एक डिकोडर का उपयोग समूह कोड को डिकोड करने और संकेतों को उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

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