指令流水线
指令流水线
- 空间并行与时间并行
- 空间并行即资源重复,主要指多个功能部件共同执行同一任务的不同部分,典型的如多处理机系统。
- 时间并行即时间重叠,让多个功能部件在时间上相互错开,轮流重叠执行不同任务的相同部分
- 流水 CPU 利用的是时间并行性
- 超标量流水线
- 一个时钟周期内一条流水线可执行一条以上的指令
- 一条指令分为多段指令,由不同电路单元完成
- 通过内置多条流水线来同时执行多个处理器,其实质是以空间换时间
- 动态流水线是相对于静态流水线而言的,静态流水线上下段连接方式固定,而动态流水线的连接方式是可变的
- 单周期CPU
- 即单指令周期的CPU,所有指令的执行时间相同,理想情况下,每条指令的执行只需一个时钟周期。
- 指令周期的长度以最慢的一条指令为准
- 即单指令周期的CPU,所有指令的执行时间相同,理想情况下,每条指令的执行只需一个时钟周期。
- 多周期CPU
- 即多指令周期的CPU,指令的执行过程被分为多个阶段(多个机器周期,如:取指、间址、执行、中断),不同的指令所包含的机器周期数不同(如:有的指令可跳过“间址”阶段)。每个机器周期至少需要一个时钟周期。