请解释水流线和超标量两个概念,并请用生活中的例子解释流水线的好处。 流水线技术是一种将每条指令分解为多步,并让各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理的技术。这样显然可加速一段程序的运行过程。超标量是指在CPU中有一条以上的流水线,并且每时钟周期内可以完成一条以上的指令,这种设计就叫超标量技术。其实质是以空间换取时间。
双发射的超标量流水线中,数据cache要设置两个端口,为什么指令cache可以只设置一个? 取指是一次取一块,比如对于risc,每条指令4字节,取指每次取16字节,在没有分支的情况下,一次就取了4条…
计算机系统结构中流水线的时空图怎么画? 描述流水线的工2113作过程,通常采用时(5261间)空(间)图的方法。在时空4102图中,纵坐1653标表示指令序列,横坐标表示时间。1.指令流水线过程段图5-20表示流水CPU中一个指令周期的任务分解。假设指令周期包含取指令(IF)、指令译码(ID)、指令执行(EX)、访存取数(MEM)、结果写回(WB)5个子过程(过程段),流水线由这5个串联的过程段组成,各个过程段之间设有高速缓冲寄存器,以暂时保存上一过程段子任务处理的结果,在统一的时钟信号控制下,数据从一个过程段流向相邻的过程段。2.非流水计算机工作方式图5-21表示非流水计算机的时空图。对于非流水计算机而言,上一条指令的5个子过程全部执行完毕后才能开始下一条指令,每隔5个时钟周期才有一个输出结果。因此,图5-21中用了15个时钟周期才完成3条指令,每条指令平均用时5个时钟周期。非流水线工作方式的控制比较简单,但部件的利用率较低,系统工作速度较慢。3.标量流水计算机工作方式标量(Scalar)流水计算机是只有一条指令流水线的计算机。图5-22表示标量流水计算机的时空图。对标量流水计算机而言,上一条指令与下一条指令的5个子过程在时间上可以重叠执行,当流水线满载时,每一个时钟周期就。