cpu流水线工作原理？

cpu流水线工作原理？

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改明俊回答:

设计CPU，主要在于如何设计流水线。流水线的原理大致如下：

CPU将操作分成一个一个的阶段(stage)。每个stage都是由一个组合逻辑电路和一个流水线寄存器构成的。

CPU通过时钟周期来控制信号，如果遇到了时钟的上升沿，那么就会转移到下一个阶段。

在CPU内部，形成了一套取指令-译码-执行-访存-写回的硬件设计。

当有数据完成了取指令的操作的时候，就可以发下一个取指令的信号了，这样可以保证取指令的硬件逻辑不会闲着。

由于有流水线寄存器的存在，经过流水线寄存器也会有相应的延迟，因此如果流水线加深，流水线过深，其收益也会下降的。

CPU指令流水线

一. 流水线

流水线（1）流水线：指令从取值到真正执行的过程划分成多个小步骤，cpu真正开始执行指令序列时，一步压一步的执行，减少其等待时间。（2）流水线级数越多，工作效率越高。intel处理器的流水线级数远超过嵌入式cpu的流水线级数（3）流水线的效率：a. 并非指令每一步的操作时间都是等长的。长节拍的步骤会导致流水线效率下降（短节拍的步骤要等待长节拍的步骤执行完毕）