[处理器芯片]-3 超标量CPU实现之取指

1 超标量CPU结构

前端（Frontend）

前端负责从程序中提取指令，并将其转换为微操作送入CPU的流水线中。

1）取指单元：从指令缓存或内存中提取指令，并将其送入流水线。

2）分支预测单元：负责预测分支指令的执行路径，以提前加载正确的指令，减少分支带来的流水线停顿。

3）译码器：将获取到的指令解码成CPU内部理解的格式，以便后续阶段的执行。

4）寄存器重命名：将逻辑寄存器重命名为物理寄存器，以解决数据依赖关系，避免数据冒险，并提高指令级并行度。

5）分发和发射：将已经译码并重命名的指令发送到相应的执行单元，并在需要时进行缓存或排队。在发射阶段，指令被提交给调度器进行后续处理。

6）调度器：负责根据指令的依赖关系和可用资源，将指令调度到可用的执行单元中，包括确定指令的执行顺序，管理执行单元的利用率，并确保指令的正确执行。调度器还负责管理处理器的资源，包括执行单元、寄存器文件等，它会跟踪资源的使用情况，以确保所有指令都能够得到充分利用，同时避免资源冲突和竞争。

后端（Backend）

后端负责实际执行指令和处理数据。