計算機組成原理第八章-展示頁
2024-10-10 20:06本頁面
【正文】 . 間址周期數(shù)據(jù)流 MDR CU MAR CPU 地址總線 數(shù)據(jù)總線 控制總線 PC IR 存儲器 3. 執(zhí)行周期數(shù)據(jù)流 4 . 中斷周期數(shù)據(jù)流 不同指令的執(zhí)行周期數(shù)據(jù)流不同 MDR CU MAR CPU 地址總線 數(shù)據(jù)總線 控制總線 PC 存儲器 指 令 流 水 一、如何提高機器速度 1. 提高訪存速度 2. 提高 I/O 和主機之間的傳送速度 ? 提高整機處理能力 高速芯片 Cache 多體并行 多總線 DMA I/O 處理機 通道 高速器件 改進系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ，開發(fā)系統(tǒng)的并行性 中斷 3. 提高運算器速度 高速芯片 改進算法 快速進位鏈 二、系統(tǒng)的并行性 時間上互相重疊 2. 并行性的等級 指令級（指令之間） 過程級（程序、進程） 兩個或兩個以上事件在 同一時刻 發(fā)生 兩個或兩個以上事件在 同一時間段 發(fā)生 并行 1. 并行的概念 粗粒度 軟件實現(xiàn) 細粒度 硬件實現(xiàn) 并發(fā) 同時 取指令 3 執(zhí)行指令 3 三、指令流水原理 2. 指令的二級流水 1. 指令的串行執(zhí)行 取指令 取指令部件 完成 總有一個部件 空閑 指令預(yù)取 若 取指 和 執(zhí)行 階段時間上 完全重疊 指令周期 減半 速度提高 1 倍 … 執(zhí)行指令 執(zhí)行指令部件 完成 取指令 1 執(zhí)行 指令 1 取 指令 2 執(zhí)行 指令 2 取 指令 3 執(zhí)行指令 3 取指令 2 執(zhí)行指令 2 取指令 1 執(zhí)行指令 1 必須等 上條 指令執(zhí)行結(jié)束，才能確定 下條 指令的地址 造成時間損失 3. 影響指令流水效率加倍的因素 (1) 執(zhí)行時間 取指時間 (2) 條件轉(zhuǎn)移指令 對指令流水的影響 解決辦法 ？ 取指令 部件 指令部件 緩沖區(qū) 執(zhí)行指令 部件 猜測法 4. 指令的六級流水 六級流水 14 個時間單位 串行執(zhí)行 6 9 ＝ 54 時間單位 完成 一條指令 6 個時間單位 CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI 指令 1 指令 2 指令 3 指令 4 指令 5 指令 6 指令 7 指令 8 指令 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t 指令 1 與指令 4 沖突 指令 2 與指令 5 沖突 指令 指令 指令 6 沖突 …… CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI 指令 1 指令 2 指令 3 指令 4 指令 5 指令 6 指令 7 指令 8 指令 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t 三、影響指令流水性能的因素 1. 訪存沖突 解決辦法 ? 指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開 ? 指令預(yù)取技術(shù) （適用于訪存周期短的情況） 2. 相關(guān)問題 程序的相近指令
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