流水线性能分析,影响流水线性能的因素有哪些

内嵌分支指令对流水线 性能 , 有什么影响?在instruction流水线性能的以下描述中 , 它是一种工业化的生产方式,即每个生产单元只专注于某个环节的工作,以提高工作效率 。根据流水线 , 运输方式大致可分为:皮带流水线、板链线、双速链、外程序线、网带线、悬挂线、滚筒流水线这七大类流水线 。
1、2012年软考软件设计师重点难点: 流水线【流水线性能分析,影响流水线性能的因素有哪些】 流水线这个知识点是软件设计师考试中的一个重点和难点,考查的频率比较高 。流水线难的原因有二:一方面需要了解流水线的理论及其工作原理和计算方法;另一方面,在软考中,对于流水线的计算标准并没有完全统一,这一点我们后面会详细介绍 。流水线指的是一种准并行处理技术,在程序执行过程中多条指令重叠运行 。
Instruction 流水线将指令执行分成若干子进程 , 每个子进程对应一个工作站,称为流水线阶段或流水线节拍 。这个工作站是计算机中可以重叠的功能部件,称为流水线部件 。如图1所示,IF,ID , EX,WD分别是流水线的流水线组件 。由图1中的几个组件组成的流水线 流水线要求所有管道组件必须在同一时间内完成各自的子流程 。在流水线中,指令流的一个步骤是一个机器周期,机器周期的长度必须由最慢的流水线部件处理子进程所需的时间来决定 。
2、在CPU内部采用 流水线方式处理指令,目的是为了提高计算机的 性能吗?CPU使用流水线处理指令是必然的 。就像一个复杂产品的生产,工厂不可能让工人从头到尾完成所有的工序,但这是流水线 。大家只负责其中一个流程,效率更高 。CPU也是 。随着指令复杂度的增加和数据量的庞大,对流水线公式的处理更加合理 。而且流水线系列多的话,每一级的电路设计复杂度会更低,电路的主频可以更高 。
作为SOC的核心,CPU的性能主要取决于指令的执行效率 , 采用流水线大大增加了指令的执行速度,提高了CPU的性能 。CPU采用五级设计流水线 。本文分析了影响流水线正常执行的各种因素,并在实际设计中采用了相应的控制机制 , 从而完成了一个高性能的CPU核的/工作 。
3、为什么说 流水线cpu的一般来说,在相同的工艺条件下,CPU的级数越多流水线每级的电路设计越简单,越容易工作在更高的频率 。即:流水线级数越多 , 主频越高 。物极必反,流水线系列有利于提高主频和性能,但流水线比较复杂,增加了操作中出错的概率 。所以长度为流水线的CPU实际上是性能但是受到很大的限制和影响 。于是,出现了流水线的短频AMD速龙64,可以依靠较低的主频来滥用主频较高的奔腾4E和奔腾D系列 。
当时Intel进入了一个误区,以为升级CPU 性能提高主频就够了 。为了继续提高主频 , Intel推出了Prescott core Ben 4,流水线系列提高到了31的水平 。对应的主频也提升到了3.8GHz , 不过在65nm工艺条件下,3.8GHz大概是极限了,风冷的话几乎不可能超过4GHz 。于是在英特尔CEO巴雷特的惊人下跪下,公开为自己的产品达不到4GHz向用户道歉 。

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