超标量计算机CPU处理技术

第六章中央处理单元2019年11月16日，星期三16日，星期三11 CPU的工作过程指令执行过程的工作过程取指令分析命令指令执行命令的执行过程取指令分析命令的执行过程执行指令6中央处理单元2019年11月16日2019年11月16日星期三22手指提取组件解码单元执行单元CPU MEM第6章中央处理单元2019年11月16日2019年11月16日星期三33获取组件解码组件执行单元CPU MEM第6章中央处理单元2019年11月16日，2019年11月16日，星期三，16日，星期三44获取组件解码组件，正在执行组件CPU MEM实际上，指令的执行也可以是这样的: 第六章中央处理器2019年11月16日，星期三，16日，星期三55获取组件解码，组件执行组件中央处理器EM实际上，指令的执行甚至可以是这样的: 流水线技术是一种重叠指令的技术. 第六章中央处理器2019年11月16日，2019年11月16日，星期三，星期三66条指令的几种执行方法分析，执行，分析，执行，分析，执行，分析，执行，分析，执行，k条指令，2条指令，一条时间重叠执行，分析，执行，分析，执行分析和执行第k条指令和2条指令两次重叠执行模式3t 3t 3t 3t第六章中央处理器2019年11月16日，星期三16日，星期三77 3. 实现重叠执行所必须解决的问题. 每个组件的独立控制必须将统一命令控制器分解为三个控制器: 存储控制器（存储控制）: 对存储器控制器的访问命令（命令）: 控制命令分析器工作操作控制器（操作控制）: 控制器中是否还有其他问题？执行控制指令？例如，访问内存是否有问题？第6章中央处理单元2019 2019年11月16日，星期三，16日，星期三88内存访问冲突: 处理器中的三个独立组件正在执行三个不同的指令，它们可能同时建议对内存进行读写请求3 . 实现重叠执行所必须解决的问题第6章中央处理单元2019 2019年11月16日，星期三，星期日，星期三99每个组件的运行时间不相等. 当分析和执行时间不相等时，第k条指令分析和执行的重叠执行k + 2条指令执行分析的k + 1条指令分析执行的空闲时间这种情况的影响可以用图形表示: 第六章中央处理单元2019 2019年11月16日，星期三，16日，星期三10 10采用高级控制方法的处理器的框图，首先是指令堆栈，然后是数字堆栈写入，读取堆栈，指令分析器，操作堆栈，算术控制器，第六章，中央处理单元2019、2019年11月16日，星期三，16日，星期三11 11是基于重叠执行，重叠执行和高级控制而建立的，并且根据指令的处理步骤来分解处理器分成一系列独立的工作部分（+锁存器），指令依次通过各个组件进行编译te处理指令的. 这是管道结构的处理器.

第六章中央处理单元2019年11月16日，2019年11月16日，星期三，星期三，星期日12 12时空图时空图-描述管道的工作过程，描述管道的工作过程，获取指令，解码和解码形成操作数地址获取操作算术逻辑运算的结果被保存以形成操作数地址，时间和空间，解码，写回，k + 1，k + 2，k + 3，k + 1，k + 2，k + 3形状k + 1形状k + 2形状k +3取k + 1取k + 2取k + 3取k + 1取k + 2取k + 3写入k + 1写入k + 1写入k + 2写入k + 3每条指令的平均执行时间为t. 处理步骤分为更好的指令执行并行度，第6章中央处理单元2019年11月16日2019年3月16日星期三13 13影响管道性能的因素: 影响管道性能的因素: 部分相关性（先写，后读相关）部分相关（先写，然后读相关）全局相关: 传输指令，对中断的影响全局相关: 传输指令，中断对从MEM中读取指令的影响第六章中央处理单元2019 11周三，16、16，周三，周三14 14微处理器中的新技术微处理器中的新技术超标量技术超标量技术超线程技术超线程技术多核技术多核技术超流水线技术超流水线技术当工作频率受到影响时限于技术参数顺带一提，并行处理技术可以大大提高处理器的性能，同时，由于不增加频率，也不会显着增加功耗. 第六章中央处理器的超标量技术超标量技术超标量技术超标量是通过多个内置管道同时执行的操作，是通过内置多个管道同时执行多个处理器，并且多个处理器可以在一个周期内处理多个指令在一个周期内处理多条指令. 指示的本质是时间的交易空间.

其实质是交换时间. 2019年11月16日2019年11月16日星期三15星期三15第6章中央处理单元2019年11月16日星期三13星期三16星期日16第6章中央处理单元比较和超标量和简单管道技术比较超标量和简单管道技术2019年11月16，2019星期三，星期三，17 17 17第6章Super Scalar和Super Pipeline Technology的比较Super Scalar和Super Pipeline Technology 2019年11月16 16周三，星期三，星期三18 18第6章CPU m的超标量设计PentiumPro，奔腾Pro和奔腾II II处理器是分开组合的. 两个处理器的超标量设计分别组合在一起. 两个和三个独立的指令流水线. 每个流水线等于三个独立的指令流水线. 每个流水线平均在一个时钟周期内执行一条指令，因此它们在一个时钟周期内执行一条指令，因此它们分别平均一个时钟周期. 他们可以在一个时钟周期内分别执行22和33条指令. 说明. 2019年11月16日，星期三16日，星期三19 19 19第6章中央处理单元超级标量处理单元超级标量处理单元中央处理单元（中央处理单元（CPU CPU））浮点处理单元（FPU浮点处理单元）） 2019年11月16日，星期三，16th.20 20第VI章中央处理单元超标量体系结构超标量体系结构超标量（超标量体系结构）体系结构超标量超标量体系结构描述一种体系结构描述了一种微处理器设计，该微处理器设计可以在一个设计中的一个时钟周期内执行多个指令.

执行多条指令. 在超标量超标量体系结构设计中，处理器或指令编译器可以确定指令是否可以独立于指令. 处理器或指令编译器可以确定该指令是否可以独立于其他顺序指令执行，还是可以以其他顺序依赖于另一条指令？是执行一条指令还是依赖于另一条指令，必须根据该指令执行，并且必须按照执行顺序执行. . 2019年11月16日，星期三16日，星期三21 21 21第6章中央处理器超标量架构超标量架构处理器然后使用多个执行单元同时执行两个处理器，然后使用多个执行单元同时执行两个或多个独立指令. 超标量或更独立的指令. 超标量体系结构设计体系结构设计有时被称为“第二代RISC” RISC. . 涉及计算机智能，更高要求涉及计算机智能，更高要求2019年11月16日，2019年星期三，星期日22 22第六章中央处理单元CPU CPU阶段11（阶段（1971 1971—— ——1973 1973年）是时代） 44位和88位低端微处理器的诞生，通常被称为低端微处理器的时代，通常被称为第11代. 典型的产品是Intel Intel4004 4004和Intel8008和Intel8008微处理微处理.

（1971年，1971年，计算机的发展进入了第四代，而新年计算机的发展进入了第四代，大型超集成电路计算机）超大型集成电路计算机） 2019年11月16日，星期三16日，星期三23 23 23第6章中央处理器CPU第22阶段（即1974 1974-1977 1977年）是88个中高阶中高端微处理器的时代，通常被称为二级微处理器的时代. 通常称为第22代，它是典型的一代，其典型产品是Intel8080 / 8085，Intel8080 / 8085，摩托罗拉摩托罗拉公司，Zilog Zilog公司的Z80 Z80等. 2019-11-16星期三，星期三，星期三24 24第6章中央CPU的处理单元CPU的第33阶段（阶段（1978 1978-1984 1984）是这一年）是16个16位微处理器时代，通常被称为处理器时代，通常被称为第33代，其典型的产品一代，其典型的产品是英特尔英特尔公司的8086/8088 8086/8088，摩托罗拉摩托罗拉公司的M68000M68000，Zilog Zilog该公司的Z8000 Z8000和其他微型办公室2019年11月16日16星期三25 25第六章中央处理器CPU CPU第44阶段（阶段（1985 1985） -1992年（1992年）是32个32位微处理器时代，也称为处理器时代，也称为第44代.

1989年，我们都熟悉的一年，众所周知的80486 80486芯片由Intel推出. 由英特尔推出. 在80x8680x86系列中，第一个采用RISC的技术是RISC（精简指令集）技术，在该系列中首次使用，它可以在一个时钟周期内执行一条指令. 一条指令. 2019年11月16日，星期三16日，星期三26 26 26第6章中央处理器CPU CPU第55阶段（阶段（1993 1993-2005））是Pentium（年）是Pentium（Pentium）系列微处理器时代，通常被称为系列微处理器，通常称为第55代. 典型的产品是一代. 典型产品包括Intel的Pentium系列芯片和兼容芯片的Pentium系列以及AMD的K6，K6，K7和K7系列微处理器芯片. 处理器芯片. 2019年2019年11月16日，星期三，星期三，星期日27 27第6章中央处理器CPU CPU第66阶段（阶段（2005年至今）是Core（年至今）是Core（core core））系列micro处理器时代，通常被称为第一批微处理器的时代，通常被称为第66代.

2019 2019年11月16日星期三，星期日，星期三28 28第6章中央处理器查询计算机的CPU CPU模型模型2019年11月16日，星期三，星期日，星期三29 29第六章中央处理器2019年11月16日，星期三，16th Wednesday 30 30 VI第六章中央处理器2019 2019年11月16日星期三16日星期三31 31 VI第六章中央处理器2019 2019星期三，2016年11月16日16 32 32第六章中央处理器2019年11月16日2019年11月16日星期三星期三33 33第6章中央处理单元2019 2019年11月16日星期三，星期日，星期三34 34重要内容: 超线程的工作原理和实现方法. 超标量和超管线之间的区别是CPU相关知识的简要介绍

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