cpu流水线技术

cpu流水线技术 cpu流水线工作原理?

cpu流水线工作原理?

cpu流水线工作原理?

设计CPU,主要在于如何设计流水线。流水线的原理大致如下:

CPU将操作分成一个一个的阶段(stage)。每个stage都是由一个组合逻辑电路和一个流水线寄存器构成的。

CPU通过时钟周期来控制信号,如果遇到了时钟的上升沿,那么就会转移到下一个阶段。

在CPU内部,形成了一套取指令-译码-执行-访存-写回的硬件设计。

当有数据完成了取指令的操作的时候,就可以发下一个取指令的信号了,这样可以保证取指令的硬件逻辑不会闲着。

由于有流水线寄存器的存在,经过流水线寄存器也会有相应的延迟,因此如果流水线加深,流水线过深,其收益也会下降的。

cpu流水线工作原理?

CPU指令流水线

一. 流水线

流水线

(1)流水线:

指令从取值到真正执行的过程划分成多个小步骤,cpu真正开始执行指令序列时,一步压一步的执行,减少其等待时间。

(2)流水线级数越多,工作效率越高。intel处理器的流水线级数远超过嵌入式cpu的流水线级数

(3)流水线的效率:

a. 并非指令每一步的操作时间都是等长的。长节拍的步骤会导致流水线效率下降(短节拍的步骤要等待长节拍的步骤执行完毕)

使用流水线技术提高计算机是谁提出的?

使用流水线技术提高计算机是科学家冯·诺依曼提出的。

流水线(pipeline)技术是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即取指令、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。