存储器访问时疽 °物理大小>小存储器速度快(大存储器速度慢) Storage Array selected word line storage cel address bit line address decoder sense amps 问题:寄存器堆vs.存储器 °>使用层次存储系统 Processor<l Caches Cache E memory cycle cycles 20-50 cycles 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
ñ¯M§¯æ*§cù ¯æù;étÐ@ Øï&$ e=Úûã !ã,|<óz¿ û,|<óz6 Âl,<Ú YV,|< e !Süõ,|ϳ 6WRUDJH$UUD\ VHOHFWHGZRUGOLQH DGGUHVV VWRUDJHFHOO ELWOLQH VHQVHDPSV DGGUHVV GHFRGHU 3URFHVVRU &DFKH F\FOH SURFEXV /&DFKH PHPEXV F\FOHV F\FOHV PHPRU\
减少时钟周期时间 °切分组合相关图,插入寄存器锁存器 °在两个较短的周期内(而非一个较慢的周期内)完成上述相同工作 存储单元 存储单元 无环 无环 组合逻辑(A) 组合逻辑 存储单元 无环 组合逻辑(B) 存储单元 存储单元 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
ñ¯M§¯æ*§cù ¯æù;étÐ@ ÿA&ÏO&$ eÛÚÜÌGÒȦ9,<Õ,< eüøþWÁX<óYÄà2ÔþW6X<óYÅ`äÞÄÌà¹0 ,|) ´ Üe ,|) ,|) ´ Üe$ ,|) ,|) ´ Üe%
对时钟周期时间的基本限制 °下一地址生成逻辑 PC E branch PC offset: PC +4 °取指逻辑 InstructionReg e Mem[Pc] °寄存器访问 A∈=R[rs Control °ALU操作 ·R←A+B Oxoz Exec E E 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
ñ¯M§¯æ*§cù ¯æù;étÐ@ )&ÏO&$´*\f eßÔóäe 3&⇐ EUDQFK"3&RIIVHW3& eªÛe ,QVWUXFWLRQ5HJ ⇐ 0HP>3&@ e,< $⇐ 5>UV@ e$/8¡0 5⇐ $% $/86UF $/8FWU 0HP:U 0HP:U &RQWURO 2SHUDQG )HWFK([HF 5HJ )LOH 0HP $FFHVV 'DWD 0HP ,QVWUXFWLRQ )HWFK 5HVXOW6WRUH ([W2S 0HP5G 5HJ'VW 5HJ:U 3& 1H[W3& Q3& BVHO
冲芦啡洲 Next PckinPC_sel PC 今恐辗 Instruction Fetch Operand 憾器 Fetch 燐崗品 toP ALUSrc Aluctr KMemRd Mem Access K+-MemWr ↓ Regist Data Reg File K+-RegWr Mem MemWr I Result Store
ñ¯M§¯æ*§cù ¯æù;étÐ@ B6 &3, ´ J eüÔãX9xÈÈrt,< $/8FWU $/86UF 0HP:U 0HP:U 3& 1H[W3& 2SHUDQG )HWFK([HF 5HJ )LOH 0HP $FFHVV 'DWD 0HP ,QVWUXFWLRQ )HWFK 5HVXOW6WRUH 5HJ'VW ([W2S Q3& BVHO 5HJ:U 0HP5G
共 米 Next Pc nPc sel Instruction Fetch R 燐 D perand Fetch Ext EstOp ALUSrc ALU ALUctr Mem Memrd Access Mem Wr Data Mem 斗芦洲鉴 MemToReg Result store Reg. RegIst File Reg wr → Equal
ñ¯M§¯æ*§cù ¯æù;étÐ@ JO Jj» eGÃX " 3& 1H[W3& 2SHUDQG )HWFK ([W $/8 5HJ )LOH 0HP $FFHVV 'DWD 0HP 5HVXOW6WRUH $/8FWU 5HJ'VW $/86UF ([W2S Q3& BVHO 5HJ:U 0HP:U 0HP5G % $ 5 0 )LOH 5HJ 0HP7R5HJ (TXDO ,QVWUXFWLRQ )HWFK ,5