Seminararbeit – Auslegung der Pipelines aktueller Prozessoren

Abstract

Die vorliegende Seminararbeit befasst sich mit dem Konzept des Befehls-Pipelinings in Mikroprozessoren. Nach einer kurzen Einführung in die Arbeitsweise eines Prozessors, wird das Pipelining definiert, das entscheidend zu deren Leistungsfähigkeit beiträgt. Von den Grundlagen ausgehend erfolgt eine Hinführung zum Grundprinzip moderner Pipeline-Architekturen, die den Grad der Parallelität eines Eingabeprogramms zu steigern versuchen und durch superskalare Ausführung effizient ausnutzen können. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der ausführlichen Erläuterung der ARMv7, Intel Sandy-Bridge und AMD Bulldozer Architekturen. Nach Bildung des notwendigen Rahmens, werden die einzelnen Pipelinestrukturen detailliert behandelt. Weiterhin werden untereinander Vergleiche gezogen und die Leistungsfähigkeit der jeweiligen Architekturen diskutiert. Es wird offensichtlich, dass sich die grundlegenden Konzepte oftmals ähneln, eine effiziente Ausbalancierung der Pipeline allerdings schwierig ist. In einem Fazit wird ein Ausblick auf mögliche zukünftige Entwicklungen gegeben.

Inhaltsverzeichnis

  1. Einführung
    • Arbeitsweise einer CPU
  2. Pipelining
    • Definition des Befehls-Pipelining
    • Pipeline Performance
    • Konflikte
    • Superpipelining
    • Superskalarität
    • Instruction-Level Parallelism
    • Grundprinzip aktueller Pipeline-Architekturen
  3. ARMv7 Architektur
    • ARM Cortex-A8
    • ARM Cortex-A9
    • ARM Cortex-A15
  4. Intel Sandy-Bridge Architektur
    • Entwicklung seit 1989
    • Intel Core i7
    • Sandy-Bridge Pipeline
    • Performance
    • Ivy-Bridge Architektur
  5. AMD Bulldozer Architektur
    • Architektur
    • Bulldozer Pipeline
    • Performance
    • Piledriver Architektur
  6. Fazit

Download

Die vollständige Seminararbeit als PDF findet ihr unter dem folgenden Link:

//daniel-weisensee.de/blog/wp-content/uploads/2012/12/hska_ws1213_seminararbeit_pipelines_weisensee.pdf

Weitere Seminararbeiten

An dieser Stelle verweise ich auf den Blog eines Kommilitonen, der seine Seminararbeit zum Thema „Sicherheitslücken in Webapplikationen“ verfasst hat. Zu finden HIER.


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