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来源：学生作业帮 编辑：百度作业网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/05/01 19:26:47
超流水线技术是什么
流水线技术 流水线技术是一种将每条指令分解为多步,并让各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理的技术.程序中的指令仍是一条条顺序执行,但可以预先取若干条指令,并在当前指令尚未执行完时,提前启动后续指令的另一些操作步骤.这样显然可加速一段程序的运行过程.
市场上推出的各种不同的1 6位/ 3 2位微处理器基本上都采用了流水线技术.如8 0 4 8 6和P e n t i u m均使用了6步流水线结构,流水线的6步为：
( 1 ) 取指令.C P U从高速缓存或内存中取一条指令.
( 2 ) 指令译码.分析指令性质.
( 3 ) 地址生成.很多指令要访问存储器中的操作数,操作数的地址也许在指令字中,也许要经过某些运算得到.
( 4 ) 取操作数.当指令需要操作数时,就需再访问存储器,对操作数寻址并读出.
( 5 ) 执行指令.由A L U执行指令规定的操作.
( 6 ) 存储或"写回"结果.最后运算结果存放至某一内存单元或写回累加器A.
在理想情况下,每步需要一个时钟周期.当流水线完全装满时,每个时钟周期平均有一条指令从流水线上执行完毕,输出结果,就像轿车从组装线上开出来一样.P e n t i u m、Pentium Pro和Pentium II处理器的超标量设计更是分别结合了两条和三条独立的指令流水线,每条流水线平均在一个时钟周期内执行一条指令,所以它们平均一个时钟周期分别可执行2条和3条指令.
流水线技术是通过增加计算机硬件来实现的.例如要能预取指令,就需要增加取指令的硬件电路,并把取来的指令存放到指令队列缓存器中,使M P U能同时进行取指令和分析、执行指令的操作.
市场上推出的各种不同的1 6位/ 3 2位微处理器基本上都采用了流水线技术.如8 0 4 8 6和P e n t i u m均使用了6步流水线结构,流水线的6步为：
( 1 ) 取指令.C P U从高速缓存或内存中取一条指令.
( 2 ) 指令译码.分析指令性质.
( 3 ) 地址生成.很多指令要访问存储器中的操作数,操作数的地址也许在指令字中,也许要经过某些运算得到.
( 4 ) 取操作数.当指令需要操作数时,就需再访问存储器,对操作数寻址并读出.
( 5 ) 执行指令.由A L U执行指令规定的操作.
( 6 ) 存储或"写回"结果.最后运算结果存放至某一内存单元或写回累加器A.
在理想情况下,每步需要一个时钟周期.当流水线完全装满时,每个时钟周期平均有一条指令从流水线上执行完毕,输出结果,就像轿车从组装线上开出来一样.P e n t i u m、Pentium Pro和Pentium II处理器的超标量设计更是分别结合了两条和三条独立的指令流水线,每条流水线平均在一个时钟周期内执行一条指令,所以它们平均一个时钟周期分别可执行2条和3条指令.
流水线技术是通过增加计算机硬件来实现的.例如要能预取指令,就需要增加取指令的硬件电路,并把取来的指令存放到指令队列缓存器中,使M P U能同时进行取指令和分析、执行指令的操作.