流水技术 °通过增加指令吞吐率来改进性能 指令 TIME2 4681012141618 执行 次序L9,0m5取指 Reg ALU Mem Re acces LwS2,200S0) 8ns 取指 Reg all mem re access 8ns Lw$3,300S0 取指 8ns 指令 TIME 24681012141618 次序LWs,00取指 Reg ALU Mem Reg access 流水线加速比等于 Lw$2,200S0) 2取指 Red ALu Mem Re2水线的级数? access 2ns LwS3,300S0) 取指 Reg alu mem reg access 2ns2ns2ns 2ns 2ns 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
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基本思路 取指 译码/取操作数 执行 存储器访问回写 add Shift left 2 R Rb busa e P Reg file Address Address C RW result Instruciton bus w bus Data Instruction t下 Data Me emory Memory Si ign Wr Data Extend °将数据通路实际划分成流水段,需要增加什么? 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
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流水线的图形化表示 Ti me (in clock codes) Program CC 1 CC 2 CC 3 CC 4 CC 5 CC 6 expantion order (in instrucions) w51.10050 DM R w52.2000) 型世型 WS3300($0) 执行某段代码需要多少周期? 在某一周期,ALU正在做什么? 该表示有助于加强对数据通路的理解 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
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常规流水化执行的表示 时间 IFetch Dcd Exec Me WB Fetch Dcd Exec Me WB Fetch IDcd Exec Mem WB Fetch Dcd Exec Mem WB IFetch Dcd Exec Mem WB 程序流 IFetch Dcd Mem WB 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
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单周期、多周期与流水线 Cycle 1 Cycle 2 单周期实现 Load Store Waste Cycle 1: Cycle 2: Cycle 3 Cycle 4: Cycle 5: Cycle 6: Cycle 7: Cycle 8: Cycle 9 cycle 10 多周期实现 Load Store R-type Ifetch Reg Exec Mem Wr Ifetch Reg Exec Mem Ifetch 流水线实现 Load Ifetch Reg Exec Mem Wr Store Ifetch Reg Exec Mem Wr R-type Ifetch Reg Exec Mem WI 北京大学计算机科学技术系 计算机系统结构教研室
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