万博体育官网登录它是提高cpu速度通常采取的一种技术

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文章关键词:万博体育手机版,标量流水线

  记得本科学计算机系统结构时,在了解了流水线这一用于提高cpu处理速度的方法后,

  (呵呵,嵌入式系统中我还没看到,连multi issue的cpu都不多),包括:

  和向量机。这些概念我总混淆,现在随着理解的深入,已经完全知道了它们各自的

  将一条指令分成若干个周期处理以达到多条指令重叠处理,从而提高cpu部件利用

  超级标量是指cpu内一般能有多条流水线,这些流水线能够并行处理.在单流水线结构

  中,指令虽然能够重叠执行,但仍然是顺序的,每个周期只能发射(issue)或退休(retire)

  一条指令.超级标量结构的cpu支持指令级并行,每个周期可以发射多条指令(2-4条居多).

  超级标量机能同时对若干条指令进行译码,将可以并行执行的指令送往不同的执行

  部件,在程序运行期间,由硬件(通常是状态记录部件和调度部件)来完成指令调度.

  超级标量机主要是借助硬件资源重复(例如有两套译码器和ALU等)来实现空间的并行

  超级流水线又叫做深度流水线,它是提高cpu速度通常采取的一种技术。CPU处理指令

  是通过Clock来驱动的,每个clock完成一级流水线操作。每个周期所做的操作越少,那么

  需要的时间久越短,时间越短,频率就可以提得越高。所以超级流水线就是将cpu处理

  指令是得操作进一步细分,增加流水线级数来提高频率。频率高了,当流水线开足马力

  运行时平均每个周期完成一条指令(单发射情况下),这样cpu处理得速度久提高了。

  当然,这是理想情况下,一般是流水线级数越多,重叠执行的执行就越多,那么发生

  现在很多cpu都是将超标量和超级流水线技术一起使用,例如pentium IV,流水线GHZ.我们教科书上用于教学的经典MIPS只有5级流水。

  超常指令字是由美国Yale大学教授Fisher提出的。它有点类似于超级标量,是一条指令来实现多个操作的并行执行,之所以放到一条指令是为了减少内存访问。通常

  一条指令多达上百位,有若干操作数,每条指令可以做不同的几种运算。那些指令可以

  并行执行是由编译器来选择的。通常VLIW机只有一个控制器,每个周期启动一条长指令,

  长指令被分为几个字段,每个字段控制相应的部件。由于编译器需要考虑数据相关性,万博体育官网登录

  VLIW机器较少,可能不太容易实现,我们平时很少接触VLIW机器(也许是我孤陋寡

  闻),我知道业界比较有名的VLIW公司之一是Transmeta,在加州硅谷Santa Clara(呵呵

  我心目中硅谷圣地之一,还有San Jose, Palo Alto,都是it英雄辈出的地方)。它做的

  我们平时接触的计算机都是标量机,向量机都是大型计算机,一般用于军事工业,气象预报,以及其他大型科学计算领域,这也说明了向量机都很贵。国产的银河计算机就是

  很多做科学计算的大(巨)型机都是向量机,例如国产银河。这个好像我们平时不太

  简称SIMD。万博体育官网登录SIMD结构的CPU有多个执行部件,但都在同一个指令部件的控制下。

  SIMD在性能上有什么优势呢?以加法指令为例,单指令单数据(SISD)的CPU对加法指令

  译码后,执行部件先访问内存,取得第一个操作数;之后再一次访问内存,取得第二个操

  而在SIMD型CPU中,指令译码后几个执行部件同时访问内存,一次性获得所有操作数进

  行运算。这个特点使得SIMD特别适合于多媒体应用等数据密集型运算。AMD公司的3D NOW!

  技术其实质就是SIMD,这使K6-2处理器在音频解码、视频回放、3D游戏等应用中显示出优

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