指令流水及RISC.pptx

二、指令流水;取指令 3;（3） 指令的六级流水（取指、译码、计算地址、 取数、执行、写结果）; 流水线的表示与性能评价 时空图 表示：横坐标为时间、纵坐标为空间（各个部件）、并用数字标明每条指令的流动轨迹。 评价流水线的性能指标主要有： 建立时间 Te，即第一条指令从进入流水线到流 出流水线的时间 排空时间 Td，即最后一条指令从离开第一个流 水段，到流出整个流水线的时间 总时间 T，即从第一条指令进入流水线，到最 后一条指令流出流水线的时间; 加速比 Sp，即串行处理所花费时间与采用并行 处理后所花费时间的比值 吞吐率 Tp，即单位时间内所完成指令的数量 效率 E，即流水线的设备利用率 假设含有 N 条指令的指令流，流经一条 M 段的流水线，每段用时均为 Δt，则有：;流水线结构; 运算流水线（部件级并行）;影响指令流水效率加倍的因素及解决方法;结构相关的解决方法 将指令存储器和数据存储器分开 采用多体交叉主存储器结构 采用多端口存储器 在CPU内部增设 先行指令预取缓冲队列（指缓站） 将指令和数据在存储器中“对齐”存放 采用定长指令集，并使指令字长等于机器字长 将指令集设计为Load / Store风格 在CPU内部增设专门的地址加法器。;数据相关的解决方法 阻塞法，即推迟后续指令的执行； 旁路技术;控制相关的解决方法 冻结取指（阻塞法） 猜测法（恒猜不转移、恒猜转移、“第一次猜转移，若正确则继续，否则猜不转移”） 提前形成条件码 延迟转移（调整指令执行顺序）;3.3 从CISC到RISC;二、RISC 的主要特征 ;三、典型的 RISC 处理器