输入 E 5k 输出 Sk e 时钟 流水线的基本结构 下午1时27分
下午11时27分 6 S1 S2 Sk 输入 输出 流水线的基本结构 ….. .…. 时钟
空间 填入 正常 排空 4 12345 n-n 3 12345 n-In I 23|45 n-n 11234|5 …n-1n △t△to△to△top (n-1)△to T0=m△t 时间 n△t ←(m-1)△to T 流水时空图 下午1时27分
下午11时27分 7 1 2 3 4 5 ... ... ... n-1 n 1 2 3 4 5 ... ... ... n-1 n 1 2 3 4 5 ... ... ... n-1 n 1 2 3 4 5 ... ... ... n-1 n 1 2 3 4 △t0 △ t0 △ t0 △ t0 T0=m △ t0 n △ t0 T (m-1) △ t0 (n-1) △ t0 填入 正常 排空 流水时空图 空间 时间
建立时间:在流水线开始时有一段流水线填入时间,使得流 水线填满。 正常流动时间:流水线正常工作,各功能段源源不断满载工 作。 排空时间:在流水线第一条指令结束时,其他指令还需要一 段释放时间。 2、流水线特点: 1)流水一定重叠,比重叠更苛刻。 2)一条流水线通常有多个流水段组成。 3)每段有专用功能部件,各部件顺序连接,不断流 4)流水线有建立时间、满载时间、排空时间, 5)各段时间尽量短、一致;不一致时最慢子过程为瓶颈。 6)给出指标如最大吞吐率,为满负载最佳指标。 下午1时27分
下午11时27分 8 2、流水线特点： 1）流水一定重叠，比重叠更苛刻。 2）一条流水线通常有多个流水段组成。 3）每段有专用功能部件，各部件顺序连接，不断流。 4）流水线有建立时间、满载时间、排空时间， 5）各段时间尽量短、一致；不一致时最慢子过程为瓶颈。 6）给出指标如最大吞吐率，为满负载最佳指标。 建立时间：在流水线开始时有一段流水线填入时间，使得流 水线填满。 正常流动时间：流水线正常工作，各功能段源源不断满载工 作。 排空时间：在流水线第一条指令结束时，其他指令还需要一 段释放时间
3、流水的分级、分类 分级:(处理的级别分类) ◇部件级:将复杂的算逻运算组成流水工作方式; 指令级:把一条指令解释过程分成多个子过程; ☆处理机级:每个处理机完成某一专门任务,各个处理机所 得到的结果需存放在与下一个处理机所共享的存储器中 其他分类: 功能:单功能流水线(如CRAY-1)、多功能流水线 (如 TLASO) 工作方式:静态流水线、动态流水线 连接方式:线性、非线性 处理数据:标量流水、向量流水 入 2 3 出 非线性流水线 下午1时27分
下午11时27分 9 1 2 3 4 出 入 非线性流水线 3、流水的分级、分类 分级：（处理的级别分类） ❖ 部件级：将复杂的算逻运算组成流水工作方式； ❖ 指令级：把一条指令解释过程分成多个子过程； ❖ 处理机级：每个处理机完成某一专门任务，各个处理机所 得到的结果需存放在与下一个处理机所共享的存储器中 其他分类： ➢ 功能：单功能流水线（如CRAY-1）、多功能流水线 （如TI-ASC） ➢ 工作方式：静态流水线、动态流水线 ➢ 连接方式：线性、非线性 ➢ 处理数据：标量流水、向量流水
4、流水线举例 (1)ASC算术运算流水线(多功能) 加 乘 1输入 1[输入 1输入 2减阶2□减阶 3对阶移位 3对阶移位 4相加 4相加 L_⊥------- 5规格化 5规格化 6相乘 6|相乘 7累加 7累加 8输出 8输出 8输出 下午1时27分
下午11时27分 10 (1)ASC算术运算流水线（多功能） 输入 减阶 对阶移位 相加 规格化 相乘 累加 输出 1 2 3 4 5 6 7 8 4、流水线举例 输入 减阶 对阶移位 相加 规格化 输出 1 2 3 4 5 8 加 输入 相乘 累加 输出 1 6 7 8 乘