什么是指令流水?画出指令二级流水和四级流水的示意图,它们中哪个更能提高处理机速度,为什么?
指令流水是指将一条指令的执行过程分为n个操作时间大致相等的阶段,每个阶段由一个独立的功能部件来完成,这样n个部件就可以同时执行n条指令的不同阶段,从而大大提高CPU的吞吐率。
四级流水更能提高处理机的速度。分析如下:
假设IF、ID、EX、WR每个阶段耗时为t,则连续执行n条指令
采用二级流水线时,耗时为:4t+(n-1)2t=(2n+2)t
采用四级流水线时,耗时为:4t+(n-1)t=(n+3)t
在n>1时,n+3<2n+2,可见四级流水线耗时比二级流水线耗时短,因此更能提高处理机速度。
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指令流水是指将一条指令的执行过程分为n个操作时间大致相等的阶段,每个阶段由一个独立的功能部件来完成,这样n个部件就可以同时执行n条指令的不同阶段,从而大大提高CPU的吞吐率。
四级流水更能提高处理机的速度。分析如下:
假设IF、ID、EX、WR每个阶段耗时为t,则连续执行n条指令
采用二级流水线时,耗时为:4t+(n-1)2t=(2n+2)t
采用四级流水线时,耗时为:4t+(n-1)t=(n+3)t
在n>1时,n+3<2n+2,可见四级流水线耗时比二级流水线耗时短,因此更能提高处理机速度。