Adressgenerierungseinheit - Address generation unit
Die Adressgenerierungseinheit ( AGU ), manchmal auch Adressberechnungseinheit ( ACU ) genannt, ist eine Ausführungseinheit innerhalb von Zentraleinheiten (CPUs), die Adressen berechnet , die von der CPU verwendet werden, um auf den Hauptspeicher zuzugreifen . Dadurch, dass Adressberechnungen durch separate Schaltungen abgewickelt werden, die parallel zum Rest der CPU arbeiten, kann die Anzahl der CPU-Zyklen, die zum Ausführen verschiedener Maschinenbefehle erforderlich sind, reduziert werden, was zu Leistungsverbesserungen führt.
Während der Ausführung verschiedener Operationen müssen CPUs Speicheradressen berechnen, die zum Abrufen von Daten aus dem Speicher erforderlich sind; zum Beispiel müssen speicherinterne Positionen von Array-Elementen berechnet werden, bevor die CPU die Daten von tatsächlichen Speicherplätzen abrufen kann. Diese Berechnungen zur Adresserzeugung beinhalten verschiedene ganzzahlige arithmetische Operationen wie Addition, Subtraktion, Modulo-Operationen oder Bitverschiebungen . Häufig umfasst die Berechnung einer Speicheradresse mehr als einen Mehrzweck-Maschinenbefehl, der nicht unbedingt schnell dekodiert und ausgeführt wird . Durch die Integration einer AGU in ein CPU-Design zusammen mit der Einführung spezialisierter Anweisungen, die die AGU verwenden, können verschiedene Berechnungen zur Adresserzeugung vom Rest der CPU ausgelagert und oft schnell in einem einzigen CPU-Zyklus ausgeführt werden.
Die Fähigkeiten einer AGU hängen von einer bestimmten CPU und ihrer Architektur ab . Somit implementieren und stellen einige AGUs mehr Adressberechnungsoperationen bereit, während einige auch fortgeschrittenere spezialisierte Befehle enthalten, die gleichzeitig an mehreren Operanden arbeiten können. Darüber hinaus enthalten einige CPU-Architekturen mehrere AGUs, sodass mehr als ein Adressberechnungsvorgang gleichzeitig ausgeführt werden kann, was weitere Leistungsverbesserungen durch die Nutzung der superskalaren Natur fortschrittlicher CPU-Designs bringt . Zum Beispiel Intel enthält mehrere AGUs in seinen Sandy Bridge und Haswell Mikroarchitekturen , die Bandbreite des CPU - Speicher - Subsystem zu erhöhen , indem mehrere Speicherzugriffsanweisungen ermöglichen parallel ausgeführt werden.
Siehe auch
- Arithmetic Logic Unit (ALU) – eine digitale Schaltung, die arithmetische und bitweise logische Operationen mit ganzzahligen Binärzahlen durchführt
- Gleitkommaeinheit (FPU) – wie ALU, jedoch für Gleitkommazahlen
- Laden–Speichern-Einheit
- Bulldozer (Mikroarchitektur) – eine weitere CPU-Mikroarchitektur mit mehreren AGUs, entwickelt von AMD
- Registerumbenennung – eine Technik, die CPU-Register wiederverwendet und unnötige Serialisierung von Programmoperationen vermeidet
- Reservierungsstation – eine CPU-Funktion, die es ermöglicht, Ergebnisse verschiedener Operationen zu verwenden, während CPU-Register umgangen werden
- Ausführungseinheit
Verweise
Externe Links
- Adressgenerierungseinheit der Motorola DSP56K-Familie , Juni 2003, Motorola
- Adressgenerierungseinheit in DSP-Anwendungen , September 2013, von Andreas Ehliar
- Informatik von unten nach oben, Kapitel 3. Computerarchitektur , September 2013, von Ian Wienand