কোনও সিপিইউতে ট্রান্সজিস্টরের একমাত্র উদ্দেশ্য কি তার নির্দেশ সেটকে সংজ্ঞায়িত সুইচ হিসাবে কাজ করবে? এবং যদি তাই হয় তবে কেন ট্রানজিস্টরের সংখ্যা বাড়ানো তার গতি বাড়ায়?
উত্তর:
আমার মাথার উপরে:
আরও ক্যাশে , যা র্যামের চেয়ে দ্রুত
আরও সিমডি নির্দেশাবলী , যা একক-ডেটা নির্দেশের চেয়ে দ্রুত প্রক্রিয়া করে
আরও কোর , যাতে আপনি একবারে দুটি বা আরও বেশি কিছু করতে পারেন
আরো কার্মিক ইউনিট, বিল্ট-ইন মত FPU গুলি, এবং একাধিক ALU গুলি
পাইপলাইন , যাতে প্রতিটি কোর এক সাথে আরও কিছু করতে পারে
আরও পরিশীলিত শাখার পূর্বাভাস যুক্তির মতো আরও ভাল প্রক্রিয়াজাতকরণ যুক্তি
আপনি যদি এই ধরণের বিষয়ে আগ্রহী হন তবে আমি নোয়াম নিসান এবং শিমন শোকেন (কমপক্ষে প্রথমার্ধে) এর উপাদানসমূহের কম্পিউটিংয়ের বইটি সুপারিশ করি । এটি দেখার পরে আপনি জড়িত অংশগুলির সম্পূর্ণ প্রশংসা করে আপনার নিজের প্রশ্নের উত্তরটি বিশদ বিবরণে দিতে সক্ষম হবেন।
সহচর ওয়েবসাইট আসলে কিছু নমুনা অধ্যায়গুলির এবং নোট হয়েছে। এটি একটি খুব সহজলভ্য বই। আমি নিজেই কোনও সমস্যা ছাড়াই এটি পেরেছি এবং তারপরে আমার বিশ্ববিদ্যালয়ে একেবারে নতুন ক্লাস নিয়েছি যা এটির প্রাথমিক পাঠ্য হিসাবে ব্যবহার করেছে।
সহজ উত্তরটি হ'ল আরও ট্রানজিস্টররা তাদের বাকিগুলি দ্রুততর করে তোলে না , তবে সময়কালে প্রতি একটি জিনিস করার পরিবর্তে, আমরা এখন দুটি (কিছু সীমাবদ্ধতা সহ) করতে পারি।
কেন ইতিমধ্যে তার উত্তরে কয়েকটি কারণ সংক্ষিপ্ত করে তুলেছেন । যে আরও প্রসারিত
- আরও ক্যাশে , যা র্যামের চেয়ে দ্রুত
স্পষ্টতই বড় ক্যাশে আরও ট্রানজিস্টর প্রয়োজন। তবে আরও ট্রানজিস্টর সহ আমাদের কাছে দ্রুত ক্যাশে ব্যবহার করার পছন্দ রয়েছে । সিপিইউ ক্যাশেগুলি কেবল এসআরএএম যা সাধারণত 6 ট্রানজিস্টর (একেএ 6 টি এসআরএএম) থেকে তৈরি। তবে যখন পর্যাপ্ত ট্রানজিস্টর রয়েছে তখন এটি 6 টিরও বেশি ট্রানজিস্টর (যেমন 8 টি, 10 টি এসআরএএম) এর চেয়ে দ্রুত তবে বড় এসআরএএম কোষগুলি ব্যবহারের পক্ষে উপযুক্ত be
- আরও সিমডি নির্দেশাবলী , যা একক-ডেটা নির্দেশের চেয়ে দ্রুত প্রক্রিয়া করে
কেবল সিমডই নয়, যে কোনও ধরণের ত্বক নির্দেশাবলী উদাহরণস্বরূপ আধুনিক স্থাপত্যগুলিতে প্রায়শই দ্রুত এনক্রিপশন / ডিক্রিপশন জন্য একটি এইএস ইউনিট থাকে, আরও ভাল গাণিতিক গণনার জন্য এফএমএ (বিশেষত ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসিং), বা দ্রুত ভার্চুয়াল মেশিনগুলির জন্য ভার্চুয়ালাইজেশন থাকে। আরও নির্দেশাবলীর সমর্থনের অর্থ হ'ল তাদের ডিকোড করতে এবং কার্যকর করতে আরও সংস্থান প্রয়োজন
এগুলি বেশ পরিষ্কার are
অতীতে এফপিইউর জন্য পর্যাপ্ত ডাই অঞ্চল ছিল না তাই ভাসমান-পয়েন্ট পাটিগণিতের উচ্চ প্রয়োজনীয়তা থাকলে লোকেরা অবশ্যই একটি আলাদা কিনতে হবে। উল্লেখযোগ্যভাবে আরও ট্রানজিস্টর দিয়ে এফপিইউ অন্তর্নির্মিত, ভাসমান-পয়েন্ট গণিতকে অনেক গতিময় করা সম্ভব
তদুপরি, আধুনিক সিপিইউগুলি সুপারক্যালার এবং নির্দেশের স্ট্রিমটি লিনিয়ার এবং সিরিয়াল সত্ত্বেও, স্বাধীন ডেটা টুকরা খুঁজে বের করে একবারে গণনা করে একাধিক জিনিস করার চেষ্টা করবে । তারা তত দ্রুততর সমান্তরালে আরও কিছু করতে পারে। এটি করার জন্য একটি সিপিইউতে একাধিক ALU থাকতে পারে এবং একটি ALU এর একাধিক এক্সিকিউশন ইউনিট থাকতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি কোনও সিপিইউতে পূর্ববর্তী প্রজন্মের 4 এর তুলনায় 5 সংযোজক থাকে তবে এটি ইতিমধ্যে কোনও ঘড়ি পরিবর্তন না করে সর্বাধিক আশাবাদী পরিস্থিতিতে 25% দ্রুত চলছে। আরও পরিশীলিত সিপিইউ এমনকি অর্ডার অফ-অর্ডার এক্সিকিউশন নিয়োগ করে (এটি বেশিরভাগ আধুনিক উচ্চ-পারফরম্যান্স সিপিইউগুলির ক্ষেত্রে)
- আরও পরিশীলিত শাখার পূর্বাভাস যুক্তির মতো আরও ভাল প্রক্রিয়াজাতকরণ যুক্তি
অপারেশন সাধারণত বিভিন্নভাবে করা যেতে পারে। আপনার যদি আরও ট্রানজিস্টর থাকে তবে দ্রুত কৌশলটি ব্যবহার করার জন্য আপনার আরও সংস্থান রয়েছে। কয়েকটি সহজ উদাহরণ:
বিট স্থানান্তর:
একটি সহজ কর্মচারী ধারাবাহিকভাবে সংযোগ একসঙ্গে উল্টানো-flops দ্বারা তৈরি করা হয়।
এর জন্য প্রতি বিট প্রতি মাত্র একটি ফ্লিপ-ফ্লপ দরকার, অতএব অত্যন্ত কমপ্যাক্ট। তবে এটি বাম বা ডান একটি বিট স্থানান্তর করতে একটি ঘড়ি প্রয়োজন। এজন্য মাইক্রোকন্ট্রোলার এবং ছোট এম্বেড থাকা সিপিইউগুলির কেবল একটি করে স্থানান্তরিত করার জন্য নির্দেশ রয়েছে। দেখা
আপনার যখন ব্যয় করার জন্য আরও ট্রানজিস্টর রয়েছে তখন আপনি ব্যারেল শিফ্টারে পরিবর্তন করতে পারবেন । এখন একটি সিপিইউ কয়েক ঘন্টা বা হাজারো ট্রানজিস্টরের ব্যয় সহ এক ঘড়িতে বিট স্থানান্তর করতে পারে
সংযোজন:
#/media/File:1-bit_full-adder.svg)
একই জিনিসটি অন্যান্য ইউনিটগুলিতে যেমন মাল্টিপ্লায়ার, ডিভাইডার, শিডিয়ুলারের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য ... উদাহরণস্বরূপ আমরা সংযুক্ত যুক্তি ব্যবহার করে একটি ঘড়িতে অত্যন্ত দ্রুত গুণ করতে পারি । আপনি প্রশ্নটিতে 3-বিট গুণিতকগুলির কয়েকটি সাধারণ উদাহরণ দেখতে পারেন - তারা কীভাবে কাজ করে? । তবে প্রয়োজনীয় ট্রানজিস্টরগুলি ইনপুট প্রস্থের স্কোয়ারে বৃদ্ধি পাবে, সুতরাং গুণক সহ ছোট সিপিইউগুলি গুণকটির জন্য অনেক জায়গা বাঁচানোর জন্য অনুক্রমিক যুক্তি ব্যবহার করে:
পুরানো গুণক আর্কিটেকচারগুলি প্রতিটি আংশিক পণ্য যোগ করতে একটি শিফটার এবং সংযোজক নিয়োগ করে, প্রায়শই চক্র প্রতি একটি আংশিক পণ্য, ডাই এরিয়ায় গতি বন্ধ করে দেয়। আধুনিক গুণক আর্কিটেকচারগুলি একক চক্রে আংশিক পণ্যগুলি একসাথে যুক্ত করতে (সংশোধিত) বগ – উওলি অ্যালগরিদম, ওয়ালেস গাছ বা দাদদা গুণক ব্যবহার করে। ওয়ালেস ট্রি প্রয়োগের কার্য সম্পাদন কখনও কখনও দুটি গুণকগুলির মধ্যে একটিতে সংশোধিত বুথকে এনকডিং দিয়ে উন্নত করা হয়, যা সংক্ষিপ্ত হওয়া আবশ্যক আংশিক পণ্যের সংখ্যা হ্রাস করে
https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_multiplier#Implementations
আপনার কাছে একবার ট্রানজিস্টরের বিশাল পুল হয়ে গেলে আপনি এফএমএ করতে সংযুক্ত যুক্তিও ব্যবহার করতে পারেন যা গুণকের চেয়ে অনেক বেশি সংস্থান-নিবিড়
আধুনিক কম্পিউটারগুলিতে একটি উত্সর্গীকৃত ম্যাক থাকতে পারে, সংযোজনীয় যুক্তিতে প্রয়োগ করা গুণক এবং তার পরে অ্যাডার এবং একটি সংযোজক রেজিস্টার থাকে যা ফলাফল সংরক্ষণ করে। নিবন্ধকের আউটপুটটি অ্যাডারের এক ইনপুটকে ফিরে খাওয়ানো হয়, যাতে প্রতিটি ঘড়ির চক্রের ক্ষেত্রে, গুণকের আউটপুট নিবন্ধকে যুক্ত করা হয়। সম্মিলিত গুণকগুলির জন্য প্রচুর পরিমাণে যুক্তি প্রয়োজন, তবে পূর্ববর্তী কম্পিউটারগুলির স্থানান্তরিতকরণ এবং সাধারনত যোগ করার পদ্ধতির চেয়ে কোনও পণ্য খুব দ্রুত গতিতে পারে।