什么是流水线的数据相关和控制相关?简单论述如何解决
1、数据相关是指令在流水线中重叠执行时,当后继指令需要用到前面的指令产生的结果时发生的。控制相关是当流水线遇到转移指令引起的。
2、控制相关是当流水线遇到转移指令引起的。统计表明,转移指令约占总指令的四分之一左右,比起数据相关,它会使流水线丧失更多的功能。
3、流水cpu中的主要问题是资源相关,数据相关和控制相关。资源相关(所需的硬件部件正在为之前的指令工作):指多条指令进入流水线后在同一机器时钟周期内争用同一个功能部件所发生的冲突。
影响CPU流水线性能的主要因素
1、CPU的性能和速度取决于时钟频率(一般以赫兹或千兆赫兹计算,即hz与Ghz)和每周期可处理的指令(IPC),两者合并起来就是每秒可处理的指令(IPS)。IPS值代表了CPU在几种人工指令序列下“高峰期”的运行率,指示和应用。
2、CPU流水线越多,相当于经过的步骤就越多,所以速度就慢了。但是流水线多,频率可以提高很多,加快了时钟频率,对CPU计算性能会有提高。
3、除了主频和核心数量,还有其他因素会影响CPU的性能表现。例如,缓存大小也会对CPU性能有影响。缓存是CPU中用于存储临时数据的小容量存储器,它可以缓解CPU和其他硬件设备之间速度不匹配的问题。缓存越大,CPU的性能表现就越好。
4、cpu的性能的决定因素有:主频 主频越高,CPU处理数据的速度就越快。主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。外频 CPU的外频决定着整块主板的运行速度。
5、cpu的性能主要表现在程序执行速度的快慢,主频的高低是决定cpu性能优劣的重要因素之一。主频越高,执行一条指令的时间越少,运行程序的速度越快。
与流水线最大吞吐率高低有关的是
1、流水线的吞吐率 在指令级流水线中,吞吐率是指在单位时间内流水线所完成的任务数量,或输出结果的数量。根据定义我们可以得出计算流水线吞吐率(TP)的最基本的公式为 其中n代表任务数,是处理完n个任务所用的时间。
2、最慢子过程时间。在线性流水线中,At是特定过程段执行时间,它受限于流水线中最慢子过程所需要的时间。
3、它们主要和流水段的处理时间、缓存寄存器的延迟时间有关,流水段的处理时间越长,缓存寄存器的延迟时间越大,那么,这条流水线的吞吐量就越小。
什么是流水线的数据相关和控制相关?
1、数据相关是指令在流水线中重叠执行时,当后继指令需要用到前面的指令产生的结果时发生的。控制相关是当流水线遇到转移指令引起的。统计表明,转移指令约占总指令的四分之一左右,比起数据相关,它会使流水线丧失更多的功能。
2、流水cpu中的主要问题是资源相关,数据相关和控制相关。资源相关(所需的硬件部件正在为之前的指令工作):指多条指令进入流水线后在同一机器时钟周期内争用同一个功能部件所发生的冲突。
3、实际流水中会出现三种相关也就是使流水线很难充分实现的三个冲突:资源相关、数据相关、控制相关。资源相关是指当指令在重叠执行过程中,不同指令争用同一功能部件产生资源冲突时产生的。
4、流水cpu中的主要问题是资源相关、数据相关、控制相关。
5、结构相关:当指令在重叠执行的过程中,硬件资源满足不了指令重叠执行的要求,发生资源冲突时将产生结构相关。解决方法:添加硬件资源,例如解决访存冲突就使用指令cache和数据cache分开的哈弗结构。