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笔记|组成原理：原理篇（面向流水线的指令设计）

2021-07-02 18:20:11   0  举报

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徐大佬的组成原理课

笔记

计算机组成原理

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大纲/内容

门延迟、位数多、计算复杂的指令需要的执行时间会更长！！！！

超长流水线的性能瓶颈

单指令周期处理器

取指令：《译码器A》把数据从内存中取出来，写入内存；指令译码：《译码器B》把指令解析成对应的控制信号、内存地址和数据指令执行：完成计算工作的《ALU》

加深流水线深度，存在性能成本

So，不管执行指令复杂or简单，我们都需要等满一个时钟周期。（CPI==1，但时钟频率却没办法太高）（因为太高有些复杂的指令没办法再一个时钟周期内运行完成👉可能会出错）

原理篇：处理器

鸭!!!怎么办？？？

快速执行完成的指令，需要等待满一个时钟周期，才能执行下一条指令

将时钟周期拆分成完成一个一个小步骤需要的时间

程序的性能

≥一个周期

同步时钟周期：指令级别👉流水线级别

面向流水线的指令设计

指令流水线InstructionPipeline

#403：前一条指令的写入在后一条指令的读取之前

指令的电路复杂程度不同，时钟周期固定

一条指令

指令数×CPI×时钟周期

流水线执行示意图

每一级流水线输出，放到流水线寄存器

取指令时，需要通过时钟周期的信号来决定计数器的自增

实际一条指令执行时间不同

一条CPU指令的执行，是由“取指令-指令译码-执行指令”三个步骤组成

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流水线理论公式

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jenkins 流水线

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流水线设计

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笔记|组成原理：原理篇（计算机指令与指令跳转）

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