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当代计算机为什么要采用流水线技术和cache存储技术

发布时间:2019-06-15 20:29 来源:未知 编辑:admin

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  展开全部总的来说,目的都是一个,充分利用计算资源,即充分利用cpu,防止其闲置效果都是使计算机更快,计算能力更强那么,我们首先要定位到有哪些计算资源是被浪费掉的。1.对于cpu内部,假设一条指令要经过 取指令,解码指令,执行指令,存储访问,写回数据 五个步骤完成,且每个步骤都有对应的部件。没有流水线技术的情况下,当cpu执行一条指令时,你会发现只有一个部件在运行,其余四个都闲着——这些资源都被闲置了。于是流水线技术横空出世了,让这些闲置的部件都运作了起来。具体技术细节课本上有,我就不赘述了。2.如果所有程序都只是加减乘除逻辑运算,那么计算机会很快解决,但是,一旦涉及存储器访问就会出现麻烦(比如指令中的操作数在存储器中),因为从内存读数据很慢(相对于cpu正常工作速度),得不到数据cpu只能闲置着。

  而cache存储技术就是为了解决这个问题(cpu速度与存储器存取速度不匹配)而出现的。小而快速的cache能对cpu的数据要求做出快速应答,使cpu不再受等待数据(数据饥饿)的困扰。

  技术的出发点比较纯粹,而后来许多更复杂的流水线技术已经不再满足于解决资源利用问题,他们只有一个目的: 让cpu更快!

  于是各种流水线的“奇技淫巧”(指令级的并行,超标量,超流水等)就出现了~

  展开全部好好学微机原理。1.流水线(pipeline)技术是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。流水线芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。简单的说,流水线个或以上的操作,借此来提高性能。2.Cache存储器是位于CPU与内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。为提高cpu和内存之间的数据交换速度而设计,

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