计算机组成原理-中央处理器-指令流水线和多处理器

目录

一、指令流水线基本概念

1.1影响流水线的因素

1.1.1结构相关(资源冲突)

1.1.2 数据相关(数据冲突)

1.1.3 控制相关(控制冲突)

1. 2 流水线分类

 二、流水线的多发技术

2.1 超标量技术

2.2 超流水技术

  2.3 超长指令字

 三、五段式指令流水线

 四、多处理器系统基本概念

4.1 SISD(单指令流单数据流)

4.2 SIMD(单指令流多数据流)

 4.3 MISD(多指令流单数据流)

 4.4 MIMD(多指令流多数据流)

 4.5 向量处理器

 五、硬件多线程

5.1细粒度多线程

5.2 粗粒度多线程

5.3同时多线程(SMT)

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一、指令流水线基本概念

IF:取指。

ID:指令译码器。

EX:执行运算器和计算地址

MEM:对存储器进行读写操作

WB:将指令执行结果写回寄存器堆

1.1影响流水线的因素

1.1.1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

1.1.2 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才能执行的后一条指令情况，则这两条指令即为数据相关

1.1.3 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 

1. 2 流水线分类

 二、流水线的多发技术

2.1 超标量技术

2.2 超流水技术

  2.3 超长指令字

 三、五段式指令流水线

IF  :  ID  :  EX  :  MEM  :  WB

 四、多处理器系统基本概念

4.1 SISD(单指令流单数据流)

4.2 SIMD(单指令流多数据流)

 4.3 MISD(多指令流单数据流)

 4.4 MIMD(多指令流多数据流)

 4.5 向量处理器

SIMD的进阶

 

 五、硬件多线程

 

5.1细粒度多线程

5.2 粗粒度多线程

5.3同时多线程(SMT)