一文读懂处理器流水线.doc
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1、一文读懂处理器流水线本文将讨论处理器的一个重要的基础知识:流水线。熟悉计算机体系结构的读者一定知道,言及处理器微架构,几乎必谈其流水线。处理器的流水线结构是处理器微架构最基本的一个要素,犹如汽车底盘对于汽车一般具有基石性的作用,它承载并决定了处理器其他微架构的细节。本文将简要介绍处理器的一些常见流水线结构,让您真正读懂处理器流水线。1 从经典的五级流水线说起流水线的概念来源于工业制造领域,以汽车装配为例来解释流水线的工作方式,假设装配一辆汽车需要四个步骤:第一步冲压:制作车身外壳和底盘等部件。第二步焊接:将冲压成形后的各部件焊接成车身。第三步涂装:将车身等主要部件清洗、化学处理、打磨、喷漆和烘
2、干。第四步总装:将各部件(包括发动机和向外采购的零部件)组装成车。汽车装配则同时对应需要冲压、焊接、涂装和总装四个工人。最简单的方法是一辆汽车依次经过上述四个步骤装配完成之后,下一辆汽车才开始进行装配,最早期的工业制造就是采用的这种原始的方式,即同一时刻只有一辆汽车在装配。不久之后人们发现,某个时段中一辆汽车在进行装配时,其它三个工人都处于闲置状态,显然这是对资源的极大浪费,于是思考出能有效利用资源的新方法,即在第一辆汽车经过冲压进入焊接工序的时候,立刻开始进行第二辆汽车的冲压,而不是等到第一辆汽车经过全部四个工序后才开始,这样在后续生产中就能够保证四个工人一直处于运行状态,不会造成人员的闲置
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