[教學] 計概管線pipeline

看板Army-Sir作者Liroy (優白白)時間13年前 (2011/01/14 21:47)推噓3(3推 0噓 1→)

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pipeline觀念建立在，縮短指令間等待時間，並行處理加速整個CPU執行 without pipeline： ┌─┬─┬─┬─┬─┐┌─┬─┬─┬─┬─┐┌─┬─┬─┬─┬─┐ └─┴─┴─┴─┴─┘└─┴─┴─┴─┴─┘└─┴─┴─┴─┴─┘ 指令1 指令2 指令3 time├─┼─┼─┼─┼─┤├─┼─┼─┼─┼─┤├─┼─┼─┼─┼─┤ |-------40sec------| |-------40sec------| |-------40sec------| 執行時間：單個指令所需時間10+5+10+10+5 = 40 執行三個指令所需時間 3 x 40 = 120 ---- pipeline ┌─┬─┬─┬─┬─┐ 指令1 └─┴─┴─┴─┴─┘ ┌─┬─┬─┬─┬─┐ 指令2 └─┴─┴─┴─┴─┘ ┌─┬─┬─┬─┬─┐ 指令3 └─┴─┴─┴─┴─┘ time├─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┤ 1 2 3 4 5 6 7 單個clock cycle所執行時間，挑最大的 MAX{10,5,10,10,5}=10 一共執行了七個clock cycle，執行時間為10 x 7 =70 ---- 公式化簡： n級管線，m個指令，每級管線執行時間為t 總共實行時間為－＞n x t + (m-1) x t (自己觀察他的方式就可以得知為何了) 加速比： n x t x m ─────────── ≒ n (if m >> n) n x t + (m-1) x t 至於n級管線為何無法到達n倍，因為 1.需另外考慮管線暫存器的delay執行時間 2.管線沒有均勻分割 3.指令個數沒有遠大於n (m >> n 不成立) 4.可能產生hazard(違障) ---- 管線設計可能會產生三種hazard 1.structure hazard 2.data hazard 3.control hazard 應該不用再下去了，再下去講不完了XXXXXXD -- -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 59.113.65.87

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andy78714

01/14 23:09, , 1^F

01/14 23:09, 1^F

推

chingkung

01/15 02:26, , 2^F

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推

supermicro

01/17 11:40, , 3^F

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