第五章 指令流水线

基础概念

相关提炼内容见 instruction-pipeline、pipeline-hazard。

• 五级流水：取指 IF → 译码 ID → 取操作数 OF → 执行 EX → 写回 WB
• 流水线的分类：按级别、功能、工作方式、结构
• 影响因素
  • 资源冲突（结构冒险）：争用同一功能部件
  • 数据冲突（数据冒险）：RAW、WAR、WAW
  • 控制冲突（控制冒险）：主要由转移指令引起
• 性能指标
  • 吞吐率：$TP=\frac{n}{T_k}$，最大 $T{P}_{max}=\frac{1}{\Delta t}$
  • 加速比：$SP=\frac{nm}{m+n-1}$
  • 效率：各功能段利用率
• 超标量流水线、超流水线、超长指令字（VLIW）