長沙生產流水線技術執行講解

  　生產(chan) 伟德注册注技術是一種將每條指令分解為(wei) 多步，並讓各步操作重疊，從(cong) 而實現幾條指令並行處理的技術。程序中的指令仍是一條條順序執行，但可以預先取若幹條指令 ，並在當前指令尚未執行完時，提前啟動後續指令的另一些操作步驟。這樣顯然可加速一段程序的運行過程。

　　流水線的6步為(wei) ：

　　( 1 ) 取指令。C P U從(cong) 高速緩存或內(nei) 存中取一條指令。

　　( 2 ) 指令譯碼。分析指令性質。

　　( 3 ) 地址生成。很多指令要訪問存儲(chu) 器中的操作數，操作數的地址也許在指令字中，也許要經過某些運算得到。

　　( 4 ) 取操作數。當指令需要操作數時，就需再訪問存儲(chu) 器，對操作數尋址並讀出。

　　( 5 ) 執行指令。由A L U執行指令規定的操作。

　　( 6 ) 存儲(chu) 或“寫(xie) 回”結果。最後運算結果存放至某一內(nei) 存單元或寫(xie) 回累加器A。

　　在理想情況下，每步需要一個(ge) 時鍾周期。當流水線完全裝滿時，每個(ge) 時鍾周期平均有一條指令從(cong) 流水線上執行完畢輸出結果，就像轎車從(cong) 組裝線上開出來一樣。 P e n  t i u m、Pentium Pro和Pentium II處理器的超標量設計更是分別結合了兩(liang) 條和三條獨立的指令流水線，每條流水線平均在一個(ge) 時鍾周期內(nei) 執行一條指令，所以它們(men) 平均一 個(ge) 時鍾周期分別可執行2 條和3條指令。

　　流水線技術是通過增加計算機硬件來實現的。例如要能預取指令，就需要增加取指令的硬件電路，並把取來的指令存放到指令隊列緩存器中，使M P U能同時進行取指令 和分析、執行指令的操作。因此，在1 6位/3 2位微處理器中一般含有兩(liang) 個(ge) 算術邏輯單元A L U，一個(ge) 主A L U用於(yu) 執行指令，另一個(ge) A L U專(zhuan) 用於(yu) 地址生成，這樣才可使地址 計算與(yu) 其它操作重疊進行。

　　在理想情況下，每步需要一個(ge) 時鍾周期。當流水線完全裝滿時，每個(ge) 時鍾周期平均有一條指令從(cong) 流水線上執行完畢，輸出結果，就像轎車從(cong) 組裝線上開出來一樣。

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