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指令和流水线

时间:2020-09-04 21:02:20      阅读:114      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

指令和流水线

基本概念

指令流水的定义

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流水线的表示方法

指令流程图

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时空图

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性能指标

吞吐率TP

吞吐率是指在单位时间内流水线所完成的任务数量,或是输出结果的数量。

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加速比S

完成同样的一批任务,不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间之比。

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效率E

流水线的设备利用率称为流水线的效率。

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影响因素分类

理想情况:各阶段花费时间相同;每个阶段结束后能立即进入下一阶段。

机器周期的设置

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影响流水线的因素:(需掌握)

  1. 结构相关(资源冲突)
  2. 数据相关(数据冲突)
  3. 控制相关(控制冲突)

结构相关(资源冲突)

由于多条指令在同一时刻争用同一资源而形成的冲突称为结构相关。

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配置两个不同的存储器后

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数据相关(数据冲突)

数据相关指在一个程序中,存在必须等前一条指令执行完成后才能执行后一条指令的情况,则这两条指令即为数据相关。

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1.把遇到数据相关的都停一至多个周期,直到数据相关问题消失:

硬件的模式

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软件的模式

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2.数据旁路技术

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3.编译优化:通过编译器调整指令顺序来解决数据相关。

例题

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冲突的基本类型

数据的基本操作:读(R)、写(W)

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控制相关(控制冲突)

当流水线遇到转移指令和其他改变PC值的指令而造成断流时,会引起控制相关。

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流水线的分类

1.部件功能级、处理机级和处理机间级流水线

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2.单功能流水线和多功能流水线

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3.动态流水线和静态流水线

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4.线性流水线和非线性流水线

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流水线的多发技术

1.超标量技术

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2.超流水技术

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3.超长指令字

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本届回顾

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指令和流水线

原文:https://www.cnblogs.com/jev-0987/p/13615745.html

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