标签:技术 阵列 实现 mis 操作 流水线 各级 处理 计数器
运算器中包括算术逻辑单元(ALU)、累加寄存器、数据缓冲寄存器、状态条件寄存器;
控制器中包括指令寄存器、指令译码器、程序计数器(PC)、时序部件。
其中运算器用来进行数据的运算处理,控制器进行逻辑控制和各部件的控制指令。
单指令单数据流(SISD):包括一个控制部分、一个处理器以及一个主存模块,例如单处理器系统;
单指令多数据流(SIMD):包括一个控制部分、多个处理器以及多个主存模块,各处理器异步执行各指令,例如并行处理机,阵列处理机,超级向量处理机;
多指令单数据流(MISD):包括多个控制部分、一个处理器以及多个主存模块,是一种理论形态,不可实现;
多指令多数据流(MIMD):包括多个控制部分、多个处理器以及多个主存模块,能够实现作业,任务指令等的各级全面并行,例如多处理机系统和多计算机。
流水线是将一条指令划分成多步,让各步操作重叠,从而实行各步操作并行处理的技术。
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。
计算公式=第一条指令的时间+(n-1)*流水线周期
实际计算公式=(k+n-1)*流水线周期(其中k为指令分段数)
流水线吞吐率TP=指令条数/流水线执行时间
流水线加速比S=未用流水线执行时间/使用流水线后执行指令时间
流水线效率E=流水线执行所占时空区/指令执行总时空区
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原文地址:https://www.cnblogs.com/yqmia/p/10611914.html