CPU-ventetilstander refererer til pauser eller forsinkelser som oppleves av den sentrale prosessorenheten mens den venter på at andre komponenter på datamaskinen skal fullføre oppgavene sine. Flere faktorer kan føre til CPU-ventetilstander:

Forsinkelser for tilgang til minne (RAM): Hvis de forespurte dataene eller instruksjonene ikke er lett tilgjengelige i CPU-ens hurtigbuffer, kan det hende at CPU-en må vente mens dataene hentes fra den tregere RAM-en. Hastighetsforskjellen mellom CPU og RAM kan introdusere ventetilstander.

Input/output (I/O) operasjoner: Når CPU-en ber om data fra inndataenheter eller sender data til utdataenheter, kan den støte på ventetilstander hvis I/O-enhetene ikke er i stand til å behandle informasjonen raskt. For eksempel kan lesing av data fra en mekanisk harddisk introdusere flere ventetilstander sammenlignet med en SSD.

Bussstrid: I multi-komponent datasystemer er det bare én vei for kommunikasjon mellom CPU og systemets komponenter. Hvis flere enheter som grafikkort eller periferkontrollere ber om tilgang til bussen samtidig, kan de forårsake bussstrid. CPU-en må vente til den får kontroll over bussen for å fortsette driften, noe som resulterer i ventetilstander.

2. Prosessorstaller (Pipeline Stalls)

Prosessorstall, også kjent som pipeline-stall, forekommer i moderne pipelinede prosessorer. Pipelining innebærer å dele opp oppgaver i flere stadier for å øke effektiviteten. Imidlertid kan visse situasjoner stoppe rørledningen midlertidig når visse data avhenger av resultatene fra et tidligere stadium eller ikke er tilgjengelige ennå.

Dataavhengighetsstaller: I pipelinet prosessering fungerer utgangen fra ett trinn som input for det neste. Hvis de nødvendige dataene (kildeoperand) for et trinn fortsatt blir behandlet eller stoppet av andre årsaker, må de påfølgende trinnene vente. Denne ventetiden skaper dataavhengighetsstopp.

Ressurskonflikter: I likhet med CPU-ventetilstander, kan ressurskonfliktstopp oppstå når flere utførelsesenheter i en prosessor trenger å få tilgang til en delt ressurs, for eksempel et register eller minneplassering. Hvis en del av rørledningen holder på ressursen lenger enn forventet, stopper det fremdriften av andre stadier, og forårsaker stopp.

Oppsummert oppstår både CPU-ventetilstander og prosessorstopp på grunn av ressursbegrensninger eller avhengigheter. Mens ventetilstander påvirker tradisjonelle flerkomponentsystemer, påvirker stallene moderne prosessorer mer direkte. Optimalisering av maskinvarekomponenter, bussgrensesnitt og programvareplanlegging kan bidra til å redusere disse forekomstene og forbedre den generelle systemytelsen.