计算机领域采用流水线技术可以,当代计算机为什么要采用流水线技术和cache存储技术...

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jls7789832

2015.04.12

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总的来说，目的都是一个，充分利用计算资源，即充分利用cpu，防止其闲置

效果都是使计算机更快，计算能力更强

那么，我们首先要定位到有哪些计算资源是被浪费掉的。

1.对于cpu内部，假设一条指令要经过 取指令，解码指令，执行指令，存储访问，写回数据 五个步骤完成，且每个步骤都有对应的部件。没有流水线技术的情况下，当cpu执行一条指令时，你会发现只有一个部件在运行，其余四个都闲着——这些资源都被闲置了。

于是流水线技术横空出世了，让这些闲置的部件都运作了起来。具体技术细节课本上有，我就不赘述了。

2.如果所有程序都只是加减乘除逻辑运算，那么计算机会很快解决，但是，一旦涉及存储器访问就会出现麻烦(比如指令中的操作数在存储器中)，因为从内存读数据很慢(相对于cpu正常工作速度)，得不到数据cpu只能闲置着。

而cache存储技术就是为了解决这个问题(cpu速度与存储器存取速度不匹配)而出现的。小而快速的cache能对cpu的数据要求做出快速应答，使cpu不再受等待数据(数据饥饿)的困扰。

技术延拓

技术的出发点比较纯粹，而后来许多更复杂的流水线技术已经不再满足于解决资源利用问题，他们只有一个目的: 让cpu更快！

于是各种流水线的“奇技淫巧”(指令级的并行，超标量，超流水等)就出现了～

cache方面出现了预取，非阻塞，流水cache等技术

在基础原理熟练掌握的前提下，再去看看这些进一步的优化吧，否则一头雾水。

(以上回答仅为个人看法，如有错误希望您能批评指正)

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