流水線簡介

時(shí)間：2022-05-29作者：東莞市興創(chuàng)機(jī)械設(shè)備有限公司瀏覽：179

什么叫流水線？

       的定義是：

      將電子計(jì)算機(jī)指令處理方法分為幾個(gè)過程，并根據(jù)幾個(gè)硬件配置并行處理執(zhí)行控制部件，加快執(zhí)行速度。

這里有兩個(gè)關(guān)鍵詞：

1. 分拆2. 執(zhí)行

圖像執(zhí)行指令有三個(gè)過程：

假設(shè)這三個(gè)過程都是由一個(gè)硬件配置控制部件進(jìn)行的，假設(shè)每個(gè)過程的解決時(shí)間都是T，那么三個(gè)實(shí)際操作必須是3T的時(shí)間。

如果有n若有規(guī)則，則必須是3nT時(shí)間段來了。

然而，如果你有三個(gè)硬件配置控制部件，每個(gè)人都會(huì)做一個(gè)手指，翻譯代碼并執(zhí)行一個(gè)。然后，您可以在執(zhí)行過程中刪除一個(gè)指令并翻譯下一個(gè)指令。這是一條經(jīng)典的三級(jí)裝配線。

五級(jí)流水線

在三級(jí)水流中，我們假設(shè)每個(gè)過程的時(shí)間都是T，其實(shí)往往沒那么較端。

例如，取指的時(shí)間可能較長，假設(shè)必須是2T隨著時(shí)間的推移，三級(jí)流水線將如下所示

從五個(gè)方面可以看到執(zhí)行三個(gè)指令的時(shí)間T變成了8T

如何解決取指時(shí)間過長的問題？

介紹緩存文件（Cache），CPU將指令載入緩存文件只需要一個(gè)指令周期。

但我們也必須遇到另一種情況：整個(gè)執(zhí)行時(shí)間過程，特別是Load/Store指令(載入、存儲(chǔ))，因?yàn)樗婕暗綖g覽存儲(chǔ)器。執(zhí)行時(shí)間可能**過指令周期，導(dǎo)致裝配線停滯。

為了較好地處理這類問題，大家的解決辦法是:五級(jí)流水線

取指、譯碼、執(zhí)行、訪存、回寫

如下圖

各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵工作如下：

指令：從指令存儲(chǔ)器中獨(dú)立指令，并明確下一個(gè)指令的詳細(xì)地址。解碼： 解碼指令，從通用存儲(chǔ)器中讀取所使用的存儲(chǔ)值。如果指令中有立即數(shù)，則需要立即擴(kuò)展標(biāo)記和無標(biāo)記擴(kuò)展。如果是遷移指令，符合遷移標(biāo)準(zhǔn)，則立即獲得遷移的總體目標(biāo)，作為新指令的詳細(xì)地址。執(zhí)行：根據(jù)解碼鏈接提供的操作數(shù)量、計(jì)算類型和計(jì)算結(jié)果。Load/Store指令將繼續(xù)計(jì)算Load/Store總體目標(biāo)詳細(xì)地址。訪問:如果是Load/Store指令，然后在此鏈接中瀏覽數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，相反，只將執(zhí)行鏈接結(jié)果傳輸?shù)交貙戞溄印Ｍ瑫r(shí)，該鏈接還需要區(qū)分是否必須解決異常問題。如果是這樣，將消除裝配線，以及如何將其轉(zhuǎn)移到錯(cuò)誤的處理方法通道的詳細(xì)地址。重寫：將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)整個(gè)目標(biāo)存儲(chǔ)器中。
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• 詞條

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