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2017-01-25 发布于北京
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(计算机组成原理第六章

* 控制相关的解决方法简单方法处理时空图流水线处理分支指令时减少暂停周期数的思路：在流水线中尽早判断出分支转移是否成功；尽早计算出分支成功转移时的PC值（分支的目标地址） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * 指令级并行技术简介多指令发射技术超标量 (Superscalar) 处理机超流水线 (Superpipelining) 处理机超标量超流水线 (Superscalar Superpipeling) 处理机超长指令字 (Very Long Instruction Word)处理机 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * 指令级并行技术简介超标量处理机通常把一个时钟周期内能够同时发射多条指令的处理机称为超标量处理机。为了能够在一个时钟周期内同时发射多条指令，超标量处理机必须有两条或两条以上能够同时工作的指令流水线。高性能超标量处理机一般还有一个先行指令窗口，它能够从指令 Cache 中预取多条指令，而且能够对这些指令进行数据相关性分析和功能部件冲突检测。超标量处理机开发空间并行性，在每个时钟周期可以平均执行完成多条指令。如果一台超标量处理机每个时钟周期同时发射 m 条指令，则它的指令级并行度ILP 的期望值就为m。但由于资源冲突、数据相关、控制相关等原因，实际的 ILP 不可能达到 m，通常是 1＜ILP＜m。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * 指令级并行技术简介超标量处理机 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * 指令级并行技术简介超流水线处理机一般把在一个时钟周期内能够分时发射多条指令的处理机称为超流水线处理机。另外，也把指令流水线的段数大于等于8的流水线处理机称为超流水线处理机。超标量处理机是通过重复设置多个部件，并且让这些部件能够同时工作来提高指令的执行速度；而超流水线处理机则只是通过增加少量硬件，通过各部分硬件的充分重叠工作来提高处理机的性能。超标量处理机采用的是空间并行性，而超流水线处理机是开发时间并行性，通过各部分硬件的充分重叠来提高机器性能。一台并行度ILP 为n 的超流水线处理机，它在一个时钟周期内能够发射 n条指令。但是 n条指令不是同时发射，而是每隔 1／n 个时钟周期发射一条指令。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * 指令级并行技术简介超流水线处理机 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * 指令级并行技术简介超标量超流水线处理机可以把超标量技术与超流水线技术结合在一起，这就是超标量超流水线处理机。它在一个时钟周期内要发射指令m次，每次发射指令n条，故每个时钟周期中总共发射指令m×n条。（见下图）超标量超流水线处理机既开发空间并行性，又开发时间并行性。前者在重复设置的操作部件上同时执行多个操作来提高程序的执行速度，后者在同一操作部件上重叠多个操作，通过使用较快时钟周期的深度流水线来加快程序的执行速度。其并行度期望值为m×n。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Co