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什么是指令流水

归档日期:06-28       文本归类:指令流水线      文章编辑:爱尚语录

  为提高处理器执行指令的效率,把一条指令的操作分成多个细小的步骤,每个步骤由专门的电路完成。

  为提高处理器执行指令的效率,把一条指令的操作分成多个细小的步骤,每个步骤由专门的电路完成。

  例如一条指令要执行要经过3个阶段:取指令、译码、执行;每个阶段都要花费一个时钟周期,如果没有采用流水线技术,那么这条指令执行需要3个时钟周期;如果采用了指令流水线技术,那么当这条指令完成“取指”后进入“译码”的同时,下一条指令就可以进行“取指”了,这样就提高的指令的执行效率。

  要使流水线具有良好的性能,必须设法使流水线能畅通流动,即必须做到充分流水,不出现断流。

  然而在实际流水中会出现三种相关:资源相关、数据相关、控制相关,这三个相关使流水线充分流水很难实现。

  资源相关是指当指令在重叠执行过程中,不同指令争用同一功能部件产生资源冲突时产生的。

  通常,大多数机器都是将指令和数据保存在同一存储器中,且只有一个访问口,如果在某个时钟周期内,流水线既要完成某条指令对操作数的存储器访问操作,又要完成另一条指令的取指操作,这就会发生访存冲突。这就是结构相关。

  解决访存冲突的一个办法停顿,另一种是设置两个独立的存储器分别存放操作数和指令,以免取指令和取操作数冲突。

  数据相关是指令在流水线中重叠执行时,当后继指令需要用到前面的指令产生的结果时发生的。

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