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Architecture superscalaire et pipeline

République du Bénin Université Catholique de l ? Afrique de l ? Ouest -UUC CPlan I Introduction II Architecture pipeline Généralités sur l ? architecture pipeline Dé ?nition Caractéristiques Principe du pipeline Avantages du pipeline Limitations du pipeline III Architecture superscalaire Généralités sur l ? architecture superscalaire Dé ?nition Caractéristiques Objectif du superscalaire Avantages du superscalaire Limitations du superscalaire IV Relation entre l ? architecture pipeline et l ? architecture superscalaire V Conclusion CIntroduction Les processeurs RISC Reduced Instruction Set Computer sont apparus au début des années gr? ce au développement des capacités d ? intégration VLSI et au développement des technologies de compilation L ? objectif est d ? améliorer les performances des processeurs en déplaçant la frontière entre matériel et logiciel et en utilisant la technique du pipeline synchrone ainsi que le superscalaire et bien d ? autres Cependant ces architectures ayant bien des caractéristiques et des principes avantageux ne sont pas sans limite Nous présenterons ces architectures et donnerons la relation entre ces deux architectures CArchitecture pipeline En microarchitecture un pipeline ou cha? ne de traitement est En attente l ? élément d ? un processeur dans temps lequel l ? exécution des commandes instructions est découpée en plusieurs étapes Le premier ordinateur à utiliser cette technique est l ? IBM Stretch conçu en Qu ? est-ce qui caractérise une machine pipeline Avec un pipeline le processeur peut commencer à exécuter une nouvelle Instruction sans attendre que la précédente soit terminée Chacune des étapes d ? un pipeline est appelé étage Le nombre d ? étages d ? un pipeline est appelé sa profondeur Principe du pipeline Le pipeline est un mécanisme permettant d ? accro? tre la vitesse d ? exécution des instructions dans un micro-processeur L ? idée générale est d ? appliquer le principe du travail à la cha? ne à l ? exécution des instructions Dans un micro-processeur sans pipeline les instructions sont exécutées les unes après les autres Une nouvelle instruction n ? est commencée que lorsque l ? instruction précédente est complètement terminée Avec un pipeline le micro-processeur commence une nouvelle instruction avant d ? avoir ?ni la précédente Plusieurs instructions se trouvent donc simultanément en cours d ? exécution au c ?ur du micro-processeur Le temps d ? exécution d ? une seule instruction n ? est pas réduit Par contre le débit du microprocesseur c ? est-à-dire le nombre d ? instructions exécutées par unité de temps est augmenté Il est multiplié par le nombre d ? instructions qui sont exécutées simultanément Avantages du pipeline Le débit d ? instruction augmente L ? augmentation du nombre d ? étages de pipeline augmente le nombre d ? instructions exécutées simultanément Une ALU plus rapide peut être conçue lorsque le pipelining est utilisé Le processeur pipeliné fonctionne à des fréquences d ? horloge plus élevées que la RAM Le pipeline augmente les performances globales du processeur Limitations du pipeline Dans un exemple donné o? des étudiants doivent être inscrits le pipeline