流水线

目录

• 流水线概念
• 流水线计算
• 超标量流水线
• 流水线吞吐率

流水线概念

流水线：在程序执行时多条指令重叠进行的一种准并行处理实现技术。

各种部件同时处理是针对不同指令而言的，它们可同时为多条指令的不同部分进行工作，以提高各部件的利用率和指令的平均执行速度。

流水线计算

流水线周期为执行时间最长的一段（如下图：流水线周期为1s）

流水线计算公式为：

1条指令执行时间 + (指令条数-1)*流水线周期

理论公式：（t1+t2+…+tk）+（n-1）* t

实践公式：k*t+(n-1)*t

例题：一条指令的执行过程可以分解为取值，分析和执行三步，在取指时间t取指=3t,分析=2t,执行时间t执行=4t的情况下，

若按串行方式执行，则10条指令全部执行完需要（（3+2+4）*10）t;

若按流水线的方式执行，流水线周期为(4)t,则10条指令全部执行完需要（（3+2+4）+9*4）t = （54）t

超标量流水线

度为2

如10条指令执行，执行完全需要的时间为10/2

流水线吞吐率

流水线的吞吐量：单位时间内流水线所完成的任务数量或输出的结果数量。

吞吐量公式：

流水线最大吞吐量：

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