惠州飞机拉

流水线设计就是将组合逻辑系统地分割，并在各个部分（分级）
惠州飞机拉之间插入寄存器，并暂存中间数据的方法。
目的是提高数据吞吐率（提高处理速度）。
 
流水线缩短了在一个时钟周期内给的那个信号必须通过的通路长度，从而可以提高时钟频
率。惠州飞机拉例如：一个2级组合逻辑，假定每级延迟相同为Tpd，
 在一个流水线系统中，
如果第二条指令需要用到第一条指令的结果，
这种情况叫做相关。
以上面那个5级流水线为例，当第二条指令需要取操作数时，第一条指令的运算还没有完
成，如果这时第二条指令就去取操作数，就会得到错误的结果。所以，这时整条流水线不得
不停顿下来，等待第一条指令的完成。惠州飞机拉这是很讨厌的问题，特别是对于比较长的流水线，比
如20级，这种停顿通常要损失十几个时钟周期。目前解决这个问题的方法是乱序执行。乱
序执行的原理是在两条相关指令中插入不相关的指令，使整条流水线顺畅。
比如上面的例子中，开始执行第一条指令后直接开始执行第三条指令（假设第三条指令不相关）
，然后才开始执行第二条指令，这样当第二条指令需要取操作数时第一条指令刚好完成，
而且第三条指令也快要完成了，惠州飞机拉整条流水线不会停顿。当然，流水线的阻塞现象还是不能完全避免的，尤
其是当相关指令非常多的时候。
  
 
另一个大问题是条件转移。
在上面的例子中，如果第一条指令是一个条件转移指令，惠州飞机拉那么系统就会不清楚下面应该执行那一条指令？这时就必须等
第一条指令的判断结果出来才能执行第二条指令。惠州飞机拉条件转移所造成的流水线停顿甚至比相关还要严重的多。
所以，现在采用分支预测技术来处理转移问题。虽然我们的程序中充满着分支，而且哪一条分支都是有可能的，
但大多数情况下总是选择某一分支。比如一个循环的末尾是一个分支，惠州飞机拉除了最后一次我们需要跳出循环外，
其他的时候我们总是选择继续循环这条分支。根据这些原理，分支预测技术可以在没有得到结果之前预测下一条指令是什么，
并执行它。现在的分支预测技术能够达到90%以上的正确率，但是，惠州飞机拉一旦预测错误，CPU仍然不得不清理整条流水线并回到分支点。
这将损失大量的时钟周期。所以，进一步提高分支预测的准确率也是正在研究的一个课题。
  

1.无流水线的总延迟就是2Tpd，可以在一个时钟周期完成，但是时钟周期受限制在2Tpd；
2.
流水线：每一级加入寄存器（延迟为Tco）后，单级的延迟为Tpd Tco，每级消耗一个时钟周期，
流水线需要2个时钟周期来获得第一个计算结果，称为首次延迟，它要2*（Tpd Tco），
但是执行重复操作时，只要一个时钟周期来获得最后的计算结果，称为吞吐延迟（Tpd Tco）；
可见只要Tco小于Tpd，惠州飞机拉流水线就可以提高速度。
推论：增加流水线长度可以节省更多延迟，流水线越长，首次延迟越大，如果
流水线反复启动，则会损失速度。
 
实现流水线的代价：
1.
消耗寄存器－就是消耗硅片面积（想想20级流水线的某著名CPU吧）
2.
流水线长则消耗更多时钟周期。（如果流水线反复启动，惠州飞机拉则会损失速度，想想某CPU著名的高频率低效能吧）