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标量处理机流水线技术

2022/07/16156 作者:佚名
导读:标量处理机简单流水线 流水线的每一个阶段称为流水步、流水步骤、流水段、流水线阶段、流水功能段、功能段、流水级、流水节拍等 在每一个流水段的末尾或开头必须设置一个寄存器,称为流水寄存器、流水锁存器、流水闸门寄存器等流水锁存器会增加每条指令的执行时间,但采用流水线之后整个程序的执行时间会缩短 为了简化,在一般流水线中不画出流水锁存器。 标量处理机流水线的主要特点 只有连续提供同类任务才能充分发挥流水线

标量处理机简单流水线

流水线的每一个阶段称为流水步、流水步骤、流水段、流水线阶段、流水功能段、功能段、流水级、流水节拍等

在每一个流水段的末尾或开头必须设置一个寄存器,称为流水寄存器、流水锁存器、流水闸门寄存器等流水锁存器会增加每条指令的执行时间,但采用流水线之后整个程序的执行时间会缩短

为了简化,在一般流水线中不画出流水锁存器。

标量处理机流水线的主要特点

只有连续提供同类任务才能充分发挥流水线的效率

对于指令流水线:要尽量减少因条件分支造成的“断流”

对于操作部件:主要通过编译技术,尽量提供连续的相同类型的操作。

在流水线的每一个流水线段中都要设置一个流水锁存器。

时间开销:流水线的执行时间加长,

是流水线中需要增加的主要硬件之一。

各流水段的时间应尽量相等

流水线处理机的基本时钟周期等于时间最长的流水段的时间长度

流水线需要有“装入时间”和“排空时间”

标量处理机单功能流水线与多功能流水线

单功能流水线:只能完成一种固定功能的流水线

Cray-1计算机种有12条

YH-1计算机有18条

Pentium有一条5段的定点和一条8段的浮点流水线

PentiumⅢ有两条定点指令流水线,一条浮点指令流水线。

多功能流水线:流水线的各段通过不同的连接实现不同的功能

Texas公司的ASC计算机中的8段流水线,能够实现:

定点加减法、定点乘法

浮点加法、浮点乘法

逻辑运算、移位操作

数据转换、向量运算等

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