Mikroarchitektur (µarch)

Definition - Was bedeutet Mikroarchitektur (µarch)?

Mikroarchitektur, abgekürzt als µarch or uarchist das grundlegende Design eines Mikroprozessors. Es enthält die verwendeten Technologien, Ressourcen und Methoden, mit denen der Prozessor physisch entworfen wird, um einen bestimmten Befehlssatz (ISA oder Befehlssatzarchitektur) auszuführen. Einfach ausgedrückt ist es das logische Design aller im Mikroprozessor vorhandenen elektronischen Komponenten und Datenpfade, das so angelegt ist, dass es eine optimale Ausführung von Anweisungen ermöglicht. Im akademischen Bereich wird dies als Computerorganisation bezeichnet.

Technische.me erklärt Microarchitecture (µarch)

Mikroarchitektur ist die logische Darstellung, wie ein Mikroprozessor so ausgelegt ist, dass die Verbindungen zwischen Komponenten - der Steuereinheit, der arithmetischen Logikeinheit, Registern und anderen - auf optimierte Weise interagieren. Dazu gehört, wie Busse, die Datenpfade zwischen Komponenten, so ausgelegt sind, dass sie die kürzesten Pfade und die richtigen Verbindungen vorgeben. In modernen Mikroprozessoren gibt es oft mehrere Schichten, um mit Komplexität umzugehen. Die Grundidee besteht darin, eine Schaltung zu erstellen, die Befehle und Operationen ausführen kann, die in einem Befehlssatz definiert sind.

Eine Technik, die derzeit in der Mikroarchitektur verwendet wird, ist der Pipeline-Datenpfad. Es ist eine Technik, die eine Form der Parallelität ermöglicht, die bei der Datenverarbeitung angewendet wird, indem mehrere Anweisungen bei der Ausführung überlappen. Dies erfolgt durch mehrere Ausführungspipelines, die parallel oder nahezu parallel ausgeführt werden.

Ausführungseinheiten sind auch ein entscheidender Aspekt der Mikroarchitektur. Ausführungseinheiten führen die Operationen oder Berechnungen des Prozessors aus. Die Wahl der Anzahl der Ausführungseinheiten, ihrer Latenz und ihres Durchsatzes ist eine zentrale Überlegung beim Entwurf der Mikroarchitektur. Die Größe, Latenz, der Durchsatz und die Konnektivität von Speichern innerhalb des Systems sind ebenfalls Entscheidungen in Bezug auf die Mikroarchitektur.

Ein weiterer Teil einer Mikroarchitektur ist das Design auf Systemebene. Dies umfasst Entscheidungen zur Leistung wie Pegel und Konnektivität der Eingabe sowie der Ausgabe- und E / A-Geräte.

Beim Entwurf von Mikroarchitekturen werden Einschränkungen stärker berücksichtigt als Fähigkeiten. Eine Entscheidung über das Design einer Mikroarchitektur wirkt sich direkt auf das aus, was in ein System fließt. es beachtet Themen wie:

  • Performance
  • Chipfläche / Kosten
  • Logikkomplexität
  • Einfaches Debuggen
  • Testbarkeit
  • Einfache Konnektivität
  • Energieverbrauch
  • Herstellbarkeit

Eine gute Mikroarchitektur erfüllt alle diese Kriterien.