流水線中有哪三種衝突?各是什麼原因造成的

時間 2022-03-21 17:35:04

1樓:郭歡

資源相關是指當指令在重疊執行過程中,不同指令爭用同一功能部件產生資源衝突時產生的。

資料相關是指令在流水線中重疊執行時,當後繼指令需要用到前面的指令產生的結果時發生的。

擴充套件資料

為提高處理器執行指令的效率,把一條指令的操作分成多個細小的步驟,每個步驟由專門的電路完成。要使流水線具有良好的效能,必須設法使流水線能暢通流動,即必須做到充分流水,不出現斷流。

例如一條指令要執行要經過3個階段:取指令、譯碼、執行;每個階段都要花費一個時鐘週期,如果沒有采用流水線技術,那麼這條指令執行需要3個時鐘週期;如果採用了指令流水線技術,那麼當這條指令完成「取指」後進入「譯碼」的同時,下一條指令就可以進行「取指」了,這樣就提高的指令的執行效率。

2樓:dahsa山包

1:結構相關:當指令在重疊執行的過程中,硬體資源滿足不了指令重疊執行的要求,發生資源衝突時將產生結構相關。

解決方法:新增硬體資源,例如解決訪存衝突就使用指令cache和資料cache分開的哈弗結構。:

2:資料相關:當一條指令需要用到前面指令的執行結果,而這些指令均在流水線中重疊執行時,就可能引起資料相關。

解決方法:資料重定向技術,或者稱為旁路技術(forwarding)。

3:控制相關:當流水線遇到分支指令和其他會改變pc值的指令時,會發生控制相關。解決方法:分支**技術,投機執行,延遲分支。

dsp流水線衝突產生的原因是什麼

3樓:歐蘭中國

流水線技術是一種將每條指令分解為多步,並讓各步操作重疊,從而實現幾條指令並行處理的技術。程式中的指令仍是一條條順序執行,但可以預先取若干條指令,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式的執行過程。

市場上推出的各種不同的1 6位/ 3 2位微處理器基本上都採用了流水線技術。如8 0 4 8 6和p e n t i u m均使用了6步流水線結構,流水線的6步為:

( 1 ) 取指令。c p u從快取記憶體或記憶體中取一條指令。

( 2 ) 指令譯碼。分析指令性質。

( 3 ) 地址生成。很多指令要訪問儲存器中的運算元,運算元的地址也許在指令字中,也許要經過某些運算得到。

( 4 ) 取運算元。當指令需要運算元時,就需再訪問儲存器,對運算元定址並讀出。

( 5 ) 執行指令。由a l u執行指令規定的操作。

( 6 ) 儲存或"寫回"結果。最後運算結果存放至某一記憶體單元或寫回累加器a。

在理想情況下,每步需要一個時鐘週期。當流水線完全裝滿時,每個時鐘週期平均有一條指令從流水線上執行完畢,輸出結果,就像轎車從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條和三條獨立的指令流水線,每條流水線平均在一個時鐘週期內執行一條指令,所以它們平均一個時鐘週期分別可執行2條和3條指令。

流水線技術是通過增加計算機硬體來實現的。例如要能預取指令,就需要增加取指令的硬體電路,並把取來的指令存放到指令佇列快取器中,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個算術邏輯單元a l u,一個主a l u用於執行指令,另一個a l u專用於地址生成,這樣才可使地址計算與其它操作重疊進行。

怎麼解決cpu的流水線效能受結構衝突,資料衝突和控制衝突的影響

4樓:匿名使用者

流水線技術簡單理解就是讓cpu同時執行多條指令,但有的指令之間會互相影響,為了抵消這種影響,需要用空指令將它們隔開。

c54xx dsp的流水線衝突發生在什麼場合?如何避免

5樓:匿名使用者

流水線技術是一種將每條指令分解為多步,並讓各步操作重疊,從而實現幾條指令並行處理的技術。程式中的指令仍是一條條順序執行,但可以預先取若干條指令,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式的執行過程。

市場上推出的各種不同的1 6位/ 3 2位微處理器基本上都採用了流水線技術。如8 0 4 8 6和p e n t i u m均使用了6步流水線結構,流水線的6步為:

( 1 ) 取指令。c p u從快取記憶體或記憶體中取一條指令。

( 2 ) 指令譯碼。分析指令性質。

( 3 ) 地址生成。很多指令要訪問儲存器中的運算元,運算元的地址也許在指令字中,也許要經過某些運算得到。

( 4 ) 取運算元。當指令需要運算元時,就需再訪問儲存器,對運算元定址並讀出。

( 5 ) 執行指令。由a l u執行指令規定的操作。

( 6 ) 儲存或"寫回"結果。最後運算結果存放至某一記憶體單元或寫回累加器a。

在理想情況下,每步需要一個時鐘週期。當流水線完全裝滿時,每個時鐘週期平均有一條指令從流水線上執行完畢,輸出結果,就像轎車從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條和三條獨立的指令流水線,每條流水線平均在一個時鐘週期內執行一條指令,所以它們平均一個時鐘週期分別可執行2條和3條指令。

流水線技術是通過增加計算機硬體來實現的。例如要能預取指令,就需要增加取指令的硬體電路,並把取來的指令存放到指令佇列快取器中,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個算術邏輯單元a l u,一個主a l u用於執行指令,另一個a l u專用於地址生成,這樣才可使地址計算與其它操作重疊進行。

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