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从4004到corei7处理器的进化史34第一次加速

发布时间:2020-07-21 17:29:17 阅读: 来源:二氧化氯发生器厂家

前面有位童鞋表示对POWER很感兴趣,在这里现在不讲,只贴一张7的die photo,上面已经透露了很多有用的信息了~

本文引用地址: transistors8 core-32 thread32MB L3$32 slot max

呼~终于忙得差不多鸟~

在这个帖子中,我们会看到处理器设计中的第一次重大飞跃:流水线(pipeline)

为了理解什么是流水线,我们先来看一看一条汽车装配线上的情况:

假设一辆汽车从无到有需要以下4个步骤:

焊接车身底盘与车身结合装入发动机装上轮子

我们再假设发动机、车身的钢板、轮子等等零件都是事先准备好的,它们的存储量是充足的。

假设我们有一台机床,上面有各种机械手,那么我们会怎么造汽车呢?

焊接车身-》底盘与车身结合-》装入发动机-》装上轮子

假设上面每一个环节需要1分钟,那么我们的生产速度是0.25辆/分钟。

当然我们不会这么做,因为福特早就替我们想好了更高效的解决方案:

准备4台机床,每台机床都仅仅具备一个环节的工具即可。每台车在完成一个环节的组装后就立即流向下一个环节。

这样我们可以保证4台机床每一台都不会空闲,并且得到了相当可观的生产速度提升:1辆/分钟。

我们终于有了第一个加速算法:

将整体工作分成N个环节。当这N个环节互相独立的时候,最多可以获得N倍的性能提升。

对于CPU来说,这就相当于主频提升了N 倍!

你可能时常听到所谓的超流水线,就是环节特别多的流水线。

现在你可能可以理解这些流水线被设计出来的初衷了:把任务分割的越细(流水线越深),主频理论上来说就越高。当然,我们会在后面看到,过深过细的流水线反而会损害性能。比如说,intel的netburst。

但是,当这N个环节互相之间产生相互依赖的时候该怎么办呢?

看看以下的伪代码:

...mov reg1,0nop(= no operation)...nopmov reg1,1mov reg2,reg1nopnop...

再回忆一下我们前面说过的指令执行的环节:

IF->ID->OC->EX->WB

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