Mikroarxitektura

1. ^{MIKROARXITEKTURA}

Kompyuter protsessorining arxitekturasi tushunchasi - bu dasturiy model hisoblanadi, ya’ni buyruqlarning to‘plam arxitekturasini (BTA) protsessorda amalga oshirilgan usuli hisoblanadi. Har bir buyruqlar to‘plami kompyuterda turli hil mikroarxitektura asosida yaratiladi. Bu esa har bir qo‘yilgan masalaning maqsadiga bog‘liq bo‘ladi. Mikroarxitektura (inglizcha microarchitecture) tushunchasi esa bu shu dasturiy modelni ichki jarayonda amalga oshirilishi hisoblanadi.

Bir hil arxitekturalar uchun har xil firmalar mikroarxitekturalarni qo‘llashda asosan ishlash samaradorligini maksimal oshirishga ya’ni dasturlarni yechish tezligini ko‘paytirishga xarakat qilishadi. Pentium va bunga yaqin bo‘lgan turlarida ya’ni Pentium Pro, Pentium II va III, Celeron, Pentium 4 lardagi dasturlarni bajarish jarayonlarida har xil turdagi konveyerlash va parallellashtirish usullarini qo‘llashga intilishadi.
Demak, kompyuterning arxitekturasi asosan mikroarxitekturalardan, mikrokodlardan va buyruqlar to‘plam arxitekturasidan topgan deb hisoblanadi. Assembler tilida dasturlovchilar yoki kompilyator yaratuvchilar buyruqlar to‘plam arxitekturasini dasturlash modeliga o‘xshatishadi. Mikroarxitektura protsessorning asosiy qismlarini va ularni bir - biri bilan bog‘lanishining usullarini hamda BTA ni amalga oshirish uchun o‘zaro xarakatini belgilaydi.
Ko‘p holatlarda mikroarxitektura elementlarining ishini protsessorga o‘rnatilgan mikrokodlar nazorat qiladi. Protsessor arxitekturasida mikrokod qatlami bo‘lgan taqdirda, u interpretator vazifasini bajaradi, ya’ni BTAning buyruqlar qatlamini mikroarxitektura buyruqlariga aylantirib beradi. Bunda bir mikroarxitektura bazasida bir nechta har xil buyruqlar tizimi bajariladi.
Har xil mikroarxitekturali kompyuterlar bir xil buyruqlar to‘plamiga ega bo‘lishi mumkin, ya’ni o‘sha o‘rnatilgan dasturlarni bajara oladi. Bu esa yangi avlod protsessorlarida juda yuqori samaradorlikka erishishga olib keladi.
Ma’lumotlarni qayta ishlash yoki qandaydir masalalarni o‘rnatilgan dastur asosida yechish jarayonida konveyer printsipidan foydalaniladi.
Konveyerlashtirish deganda har bir bajarish jarayonlarini bir nechta etaplarga bo‘lib, har biri o‘zining pog‘anisida bajariladi va ketma - ket konveyer asosida ishlaydi. Har bir buyruq bajarilgandan so‘ng keyingi etapga o‘tiladi va yangi buyruqlar asosida amallar bajariladi. Shunday qilib, konveyer jarayonida bir paytning o‘zida bir nechta amallar ketma - ket instruktsiya asosida bajariladi. Demak, dasturlar shunday tuzilishi kerakki protsessorning arxitekturasiga qarab, ortiqcha kerak bo‘lmagan sikllar bo‘lmasligi va konveyerni to‘la yuklab protsessorning maksimal ishlash qobiliyatini oshirishga mo‘ljallash kerak bo‘ladi. Masalan, hammaga ma’lum Pentium protsessorining konveyeri 5 (beshta) sathdan iborat, Pentium 4 da esa giperkonveyerning sathi 20 taga teng.
Intel 486 gacha bo‘lgan turlarida 1 (bitta) konveyer bo‘lib, u asosan parallel rejimda ishlaydi.

Dunyodagi birinchi Intel 4004 mikroprotsessorining blok - sxemasi.
Mikroarxitekturalarni avloddan - avlodga o‘tib takomillashtirsh orqali rivojlanish ko‘rsatkichlari oshib borishiga sabab kompyuter yadrosining takt chastotasini oshishi hisoblanadi. Mikroarxitektura ichida arifmetik - mantiqiy qurilmalar, o‘zgaruvchan nuqtali sonlar bilan ishlash qurilmasi, saqlash (xotira) qurilmasi, tarqatishni bashoratlash qurilmasi va ma’lumotlar darajasida parallellashtirish qurilma bloklaridan iborat bo‘ladi. Ushbu bloklar hisoblash operatsiyalarini bajaradi.

Intel 80286 Mikroarxitekturasi.