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流水线滚筒的流水线技术


流水线滚筒的流水线技术

流水线滚筒低档的CPU中,指令的执行是串行的,简单地说,就是执行完了一条指令后、再执行下一条指令,好比我们上面提到的那个加工厂在创业之初,只有一间小车间及孤军奋战的老板,那么,当他接到一张订单之后,他必然忙于完成第1张订单,而没有能力去接第2张订单。

这样接订单→完成订单→接订单→……取指令→执行指令→取指令→……是一个串行的过程。后来,流水线滚筒老板发现接受订单不费太多时间,而且他还有了一个帮工,他们可以相互独立地工作,这样,老板就在完成上张订单产品的同时,接受下一张订单的订货。

这表现在流水线滚筒CPU上就是取指令机构与执行指令机构的分开,这样从CPU整体来看,CPU在执行上条指令的同时,又在并行地取下条指令。这在CPU技术上是一个质的飞跃,它使得CPU从串行工作变为并行工作,从而具有了流水线的雏型。

流水线滚筒CPU在完成了上面这一步之后,剩下的就是如何提高并行处理能力的问题了,CPU的设计者们从加工厂的装配线得到启发,将一条指令的执行分解成了许多各不相同的多个工序_微指令,从而极大地简化了指令的复杂度,简化了逻辑设计,提高了速度。

在具有流水线技术的CPU中,上条指令刚执行完第一道“工序”,马上第二条指令就加入了流水线中,开始执行。很明显,这种流水线技术要求有多个执行单元,这在X86芯片中均得到了实现。

通过流水线滚筒上面的介绍,我们已经了解到什么是流水线技术,这虽不是一种创新,但在技术的实现上则是一大难关,是CPU设计者对计算机发展的一大贡献。

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