¿Cuánto dura una tubería de microprocesador moderna típica?

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Aprendí algo sobre la canalización, pero eran de 4 y 5 etapas y creo que la tubería moderna típica es mucho más larga y más complicada en la práctica. ¿Cuánto duran las tuberías típicas y cuánto podemos esperar que aumenten y dónde es el punto de alcanzar rendimientos de disminución en las ganancias de rendimiento para tuberías más largas?

hardware cpu computer-architecture

— Niklas
fuente

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Creo que puedes esperar que estén en los años 20, pero mi memoria está oxidada

— aaronman

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Intel tenía 5 etapas de canalización en su arquitectura Pentium original. El número de etapas alcanzó su punto máximo en 31 en la familia Prescott, pero disminuyó después de eso. Hoy, en los procesadores Core serie II (i3, i5 e i7), hay 14 etapas en la tubería del procesador.

Microarchitecture   Pipeline stages
P5 (Pentium)             5
P6 (Pentium 3)          10
P6 (Pentium Pro)        14
NetBurst (Willamette)   20
NetBurst (Northwood)    20
NetBurst (Prescott)     31
NetBurst (Cedar Mill)   31
Core                    14
Bonnell                 16
Sandy Bridge            14
Silvermont              14 to 17
Haswell                 14
Skylake                 14
Kabylake                14

Prescott logró solo ganancias modestas en rendimiento sobre su predecesor, y su diseño más complejo exigió sustancialmente más potencia en relación con sus ganancias de rendimiento. Aunque hubo otros factores que contribuyeron al desempeño decepcionante de Prescott, parece claro que al aumentar el número de etapas de canalización finalmente se obtienen rendimientos decrecientes.

Referencias
Prescott aumenta los límites de canalización
La
lista de canalizaciones del procesador de arquitectura Intel de microarquitecturas de CPU Intel
La profundidad óptima de canalización para un microprocesador

— Robert Harvey
fuente

¿Alguna actualización de los últimos 4 años?

— toasted_flakes

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@toasted_flakes: después de Bonnell, Intel se estableció más o menos en 14 etapas de canalización (16 con Fetch / Retire). Consulte la lista de microarquitecturas de CPU Intel .

— Robert Harvey

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Un procesador Skylake también tiene una cola de 224 entradas para la ejecución de instrucciones fuera de orden, más una cola para hasta 72 cargas pendientes, más una cola de planificador de 97 entradas, por lo que el retraso de una instrucción que se lee a la instrucción que se retira puede Sea enorme , digamos si tiene cientos de instrucciones de carga dependientes, seguidas de unos cientos de instrucciones de división dependientes. Pero eso no le da las desventajas que tienen muchas etapas de canalización.

— gnasher729

8

Con respecto a otros procesadores modernos:

ARM de hasta 7: 3 etapas (todavía se usa ampliamente para dispositivos más simples)
BRAZO 8-9: 5 etapas;
BRAZO 11: 8 etapas;
Corteza A7: 8-10 etapas;
Corteza A8: 13 etapas;
Cortex A15: 15-25 etapas.

De Wikipedia .

— 9000
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