2020-02-22 09:27:50
这一章书中以Y86-64为例介绍一个简单的处理器体系结构，从顺序结构出发，逐步构造流水线化的处理器。关于Y86-64的细节笔记中将不涉及，需要时参考教材。
第四章 处理器体系结构
一个处理器支持的指令和指令的字节级编码称为它的 指令集体系结构 。
指令集的一个重要性质就是 字节编码必须有唯一的解释 ，这个性质保证了处理器可以无二义性地执行目标代码程序。
RISC(精简指令集计算机)和CISC(复杂指令集计算机)对比
- RISC指令数量很少，CISC指令数量很多
- RISC一般没有较长延迟的指令，CISC有些指令延迟很长
- RISC编码是固定长度的，CISC编码是可变长度的
- RISC的寻址方式相对简单，CISC指定操作数的方式多样
- RISC的过程链接寄存器密集，通常RISC处理器有更多的寄存器，CISC的过程链接栈密集，栈被用来存取过程参数和返回地址
- 现代计算机结合RISC和CISC两者思想的精华
Y86-64的顺序实现
顺序实现的处理器，每个时钟周期上，执行处理一条完整指令所需的所有步骤：
- 取指(fetch)：从内存读取指令字节，地址为程序计数器(PC)的值
- 译码(decode)：从寄存器文件读入最多两个操作数
- 执行(execute)：算术逻辑单元要么执行指令指明的操作，计算内存引用的有效地址，要么增加或减少栈指针，也可能设置条件码
- 访存(memory)：将数据写入内存，或从内存读出数据
- 写回(write back)：最多可以写两个结果到寄存器文件
- 更新PC(PC update)：将PC设为下一条指令的地址
流水线通用原理
吞吐量：可以用每秒完成的指令条数描述吞吐量。
延迟：从头到尾执行一条指令所需要的时间。
流水线中每当时钟上升时，各阶段的输出加载到流水线寄存器中，成为下一阶段的输入，信号可能以不同速率通过流水线中不同部分。
流水线化的一个重要特性就是 提高了系统的吞吐量 ，不过也会轻微地增加延迟，延迟增加是因为增加了流水线寄存器的时间开销。
流水线需要解决指令之间的相关性问题：
- 数据相关 ：相邻的指令之间使用相同的寄存器
- 顺序相关 ：由指令控制流造成，比如跳转语句、调用和返回、分支语句等
联系方式
contact me
Github
Email
QQ
Weibo
最近评论
latest comment
-
a
--
123456789
-
更改id为3
--
test
-
更改id为2
--
commentor
-
伪造名称???
--
hhh
-
伪造名称???
--
yayay
友情链接
friend link