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深圳自动插件线设计的级长和完成一条指令的速度有何关系

深圳自动插件线设计的级长和完成一条指令的速度有何关系

发布日期:2018/12/7 14:19:07

  深圳自动插件线级越长,一条指令执行速度反而更慢了,因为要插入寄存器分割组合逻辑,而寄存器读写也需要时间。深圳自动插件线提高的是系统吞吐量,也就是单位时间内处理的指令条数。


  那为什么一条指令执行速度更慢,而单位时间内处理的指令条数增多呢? 因为深圳自动插件线能同时处理多条指令,类似并行形式。理想情况下深圳自动插件线越长,cpu时钟周期可以做得越短(也就是频率越高,当然不能无限高)。


  相对非流水的结构而言,深圳自动插件线可以提高指令执行的并行度。


  在理想情况下,深圳自动插件线级数越多,可同时流水执行的指令数越多,正比增长。这就是推出该问题的理论基础。并行度越大,在宏观上看其实就等效于每一条指令的执行速度都变快了。


  但现实不是这样理想的。流水的时候,会遇见各种冒险机制(某硬件不支持同时钟周期被多个资源访问,数据依赖或逻辑关系不被满足的情况,跳转指令等)。造成流水设计的困难。所以在理想情况并有上限的前提下,这句话是对的。


  但考虑到太长的深圳自动插件线可能造成的冒险机制会变得更复杂,所以“CPU深圳自动插件线设计的级越长,完成一条指令的速度就越快”不过说的是理想或者近似理想的情况罢。


  深圳自动插件线越长并不表示指令执行就越快。深圳自动插件线较慢的那的时延越低,表示可以有更多的指令同时被执行,也就是并发度会越高。深圳自动插件线长不表示什么,反而应该越短越好,关键是较慢那的时延。如果考察单个指令,进流水到出流水的时间是一样的。但是程序是由多个指令构成的,将指令并行之后,从程序的视角来看,整体执行变快了,此时可以用整个深圳自动插件线耗时除以并行度,得出每条指令的“执行时间”,看上去加快了。但是这个执行时间是个假的,实际上每条指令从开始到结束并没有变化。


文章关键词:深圳自动插件线
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