Wie lang ist eine typische moderne Mikroprozessor-Pipeline?

Ich habe etwas über Pipelining gelernt, aber das war 4-stufig und 5-stufig und ich denke, dass modernes Pipelining in der Praxis viel länger und komplizierter ist. Wie lang sind typische Pipelines und wie viel können wir erwarten, dass sie zunehmen, und wo ist der Punkt, an dem bei längeren Pipelines sinkende Renditen bei den Leistungsgewinnen erzielt werden?

Intel hatte 5 Pipeline-Stufen in seiner ursprünglichen Pentium-Architektur. Die Anzahl der Stadien erreichte mit 31 in der Prescott-Familie einen Höchstwert, ging aber danach zurück. In den Prozessoren der Core-Serie II (i3, i5 und i7) befinden sich derzeit 14 Stufen in der Prozessor-Pipeline.

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 erzielte gegenüber seinem Vorgänger nur bescheidene Leistungszuwächse, und sein komplexeres Design erforderte im Vergleich zu seinen Leistungszuwächsen erheblich mehr Leistung. Obwohl es andere Faktoren gab, die zu Prescotts enttäuschender Leistung beigetragen haben, scheint es klar zu sein, dass eine Erhöhung der Anzahl der Pipeline-Stufen letztendlich zu sinkenden Erträgen führt.

Referenzen
Prescott verschiebt Pipelining-Grenzen
Die Intel-Architektur-Prozessor-Pipeline-
Liste der Intel-CPU-Mikroarchitekturen
Die optimale Pipeline-Tiefe für einen Mikroprozessor

In Bezug auf andere moderne Prozessoren:

• ARM bis zu 7: 3 Stufen (noch weit verbreitet sind einfachere Geräte)
• ARM 8-9: 5 Stufen;
• ARM 11: 8 Stufen;
• Cortex A7: 8-10 Stufen;
• Cortex A8: 13 Stufen;
• Cortex A15: 15-25 Stufen.

Aus Wikipedia .