多指令流出技術(shù)ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 IF IS RF EX DF DS TC WB IF IS RF EX DF DS TC WB IF IS RF EX DF DS TC WB IF IS RF EX DF DS TC WB I F ：取第一條指令； IS ：取第二條指令； RF ：讀寄存器堆，指令譯碼； EX ： 執(zhí)行指令； DF ：取第一個(gè)數(shù)據(jù)； DS ：取第二個(gè)數(shù)據(jù)； TC ：數(shù)據(jù)標(biāo)志檢驗(yàn)； WB ：寫回結(jié)果 流水 線 周期 2022年 5月 26日 超流水線處理機(jī)性能 ? 指令級(jí)并行度為 (1,n)的超流水線處理機(jī)，執(zhí)行 N條指令 所的時(shí)間為： ? 超流水線處理機(jī)相對(duì)于單流水線普通標(biāo)量處理機(jī)的 加速比為： 即： ? 超流水線處理機(jī)的加速比的最大值為： S(1,n)MAX＝ n T n k n tN( , ) ( )1 1? ? ? ?tnNktNknTTnS????????)1()1(),1()1,1(),1(1)1(),1(?????NnkNknnS2022年 5月 26日 超標(biāo)量超流水線處理機(jī) ? 把超標(biāo)量與超流水線技術(shù)結(jié)合在一起， 就成為超標(biāo)量超流水線處理機(jī) ? 超標(biāo)量超流水線處理機(jī)在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)分時(shí)發(fā)射指令 n次， 每次同時(shí)發(fā)射指令 m條 ? 超標(biāo)量超流水線處理機(jī)每個(gè)時(shí)鐘周期總共發(fā)射指令 m n條 指令執(zhí)行時(shí)序 每個(gè)時(shí)鐘周期發(fā)射 3 次，每次同時(shí)發(fā)射 3 條指令的 超標(biāo)量超流水線處理機(jī)的指令執(zhí)行時(shí)空?qǐng)D 1 2 3 4 5 6 I1 IF ID EX WR 時(shí)鐘周期 I2 IF ID EX WR I3 IF ID EX WR I4 IF ID EX WR I5 IF ID EX WR I6 IF ID EX WR I7 IF ID EX WR I8 IF ID EX WR I9 IF ID EX WR I10 IF ID EX WR I11 IF ID EX WR I12 IF ID EX WR 指令 IF ：取指令， ID ：指令譯碼， EX ：執(zhí)行指令， WR ：寫回結(jié)果 典型處理機(jī)結(jié)構(gòu) ? DEC公司的 Alpha處理機(jī)采用 超標(biāo)量超流水線結(jié)構(gòu) 。 指令 Cache （ 8K B ）轉(zhuǎn)移歷史表區(qū)號(hào) 指令 地址總線E B O X IB O X F B O X 34 位乘法器 預(yù)取器乘法器 /加法器資源沖突檢測(cè)加法器移位器PC 計(jì)算 數(shù)據(jù)總線邏輯單元 指令快表除法器 1 2 8 位流水線控制定點(diǎn)寄存器堆（ 32 64 ）浮點(diǎn)寄存器堆（ 32 64 ）AB O X總線接口部外部 Cache寫數(shù)緩沖器 地址發(fā)生器 數(shù)據(jù)快表 讀數(shù)緩沖器 控制件數(shù)據(jù) Cache （ 8K B ）區(qū)號(hào) 數(shù)據(jù)Alpha 21064 處理機(jī)結(jié)構(gòu)除法器2022年 5月 26日 ? Alpha 21064處理機(jī)共有 三條指令流水線 ， (1)整數(shù)操作流水線為 7個(gè)流水段，其中， 取指令為 2個(gè)流水段 分析指令為 2個(gè)流水段 運(yùn)算為 2個(gè)流水段 寫結(jié)果 1個(gè)流水段 (2)訪問存儲(chǔ)器流水線為 7個(gè)流水段， (3)浮點(diǎn)操作流水線分為 10個(gè)流水段，其中， 浮點(diǎn)執(zhí)行部件 FBOX的延遲時(shí)間為 6個(gè)流水段。 i++) x(i) = x(i) + s。由這條超長指令去控制 VLIW處理機(jī)中多個(gè)互相獨(dú)立工作的功能部件 ,每個(gè)操作段控制一個(gè)功能部件 ,相當(dāng)于同時(shí)執(zhí)行多條指令 . 2022年 5月 26日 VLIW處理機(jī)是一種單指令多操作碼多數(shù)據(jù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) VLIW處理機(jī)用一條長指令實(shí)現(xiàn)多個(gè)操作的并行執(zhí)行，以減少對(duì)存儲(chǔ)器的訪問。 2022年 5月 26日 例 :假設(shè)超
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