计算机系统结构第3章.ppt

第3章流水和指令级高度并行的超级机流水线的分类?按流水线各功能段间是否有反馈回路?线性流水线 123 4 输入输出?流水线各段串行连接,无反馈回路?处理对象顺序流经流水线各段至多一次?非线性流水线 123 4 输入输出?流水线各段串行连接,有反馈回路?处理对象可能流经某个段或某几个段多次?处理对象可能越过某个段或某几个段?按流水线具有的功能多少?单功能流水线各段之间的连接固定不变,仅能实现单一功能?多功能流水线各段可以实现不同的连接,能通过不同的连接实现不同的处理功能例如浮点加法器流水线专门完成浮点加法运算, 浮点乘法器流水线专门完成浮点乘法运算输入求阶差对阶尾数加规格化输出输入求阶差对阶尾数加规格化尾数乘累加输出输入求阶差对阶尾数加规格化尾数乘累加输出功能段间的互连定点乘浮点加、减?按多功能流水线能否在同一段时间内实现多种连接?静态流水线在同一段时间内,多功能流水线只能实现一种连接,只有等该连接流入的所有处理对象排空后才能实现另一种连接?硬件控制简单?程序需被调整成有更多相同运算的指令串以提高流水的效能?动态流水线在同一段时间内,多功能流水线的各段可以实现多种连接,从而执行多种功能。?硬件控制复杂?流水线的效率高 12 …n 12 …n 12 …n 12 …n 12 …n 12 …n一二 M …一二 M …一二 M …一二 M …t 输入求阶差对阶尾数加规格化尾数乘累加输出部件静态流水线 1~n 完成浮点加法运算, 1~M 完成定点乘法运算 12 …n 12 …n 12 …n 12 …n 12 …n 12 …n一二 M …一二 M …一二 M …一二 M …t 部件动态流水线输入求阶差对阶尾数加规格化尾数乘累加输出 1~n 完成浮点加法运算, 1~M 完成定点乘法运算