1、超级生产线

 

　　超级生产线，也称为深度生产线，是一种常用于提高CPU速度的技术。CPU处理指令由时钟驱动，每个时钟完成一级生产线操作。每个周期的操作越少，所需的时间越短，时间越短，可以提高频率。超级生产线是进一步细分CPU处理指令的操作，增加生产线级数以提高频率。频率很高，当生产线以满马力运行时(在单次启动的情况下)，平均每个周期有一条指令，这将随着时间的推移提高CPU处理速度。当然，这是理想的，一般来说，生产线系列越多，重叠执行的执行越多，那么竞争冲突的可能性就越大，对生产线性能有一定的影响现在很多CPU都是将超标和超级生产线技术结合在一起的，如奔腾iv，生产线达到20级，最快频率已经超过3 GHz。教材中的经典MIPS只是5级流水。

 

　　2 .超标量

 

　　将一条指令分成若干个周期处。理以达到多条指令重叠处理,从而提高cpu部件。利用率的技术叫做标量流水技术。。超级标量是指cpu内一般能有多条生产线,这。些生产线能够并行处理。在单生产线结构中，指令虽然。能够重叠执行，但仍然是顺序的,。每个周期只能发射(issue)或退休(reti。re)一条指令。超级标量结。构的cpu支持指令级并行，每个周期可以。发射多条指令(2-4条居多)。可以使得cp。u的IPC(Instructi。onPerClock)>，从而提高cpu处理速度。超级。标量机能同时对若干条指令进。行译码，将可以并行执行的指令送往不同的执。行部件，在程序运行期间，由硬件(通。常是状态记录部件和调度部件)来完成指令。调度。超级标量机主要是借助硬件资源重。复(例如有两套译码器和ALU等)来实现空。间的并行操作。熟知的pentium系列(可能是。p-II开始),还有SUNS。PARC系列的较高级型号,以及MIPS若干型号等都采用了超级标量技术。

 

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　　生产线技术3、超长指令字（VLIW。：VeryLongInstruction。Word）

 

　　超常指令字是由美国Ya。le大学教授Fisher提出的。它有点类似于超级标量。，是一条指令来实现多个操作的并行执行，。之所以放到一条指令是为了减少内。存访问。通常一条指令多达上百位，。有若干操作数，每条指令可以做不同的几种运算。。那些指令可以并行执行是由编译器来。选择的。通常VLIW机只有一个控制器，每个周期。启动一条长指令，长指令被分为几个。字段，每个字段控制相应的部件。由于编译器需要。考虑数据相关性，避免冲突，并且。尽可能利用并行，完成指令调度，所以硬件结构较简单。

 

　　VLIW机器较少，可能不太容易实现，。业界比较有名的VLIW公司之一是T。ransmeta，在加州硅谷SantaC。lara（硅谷圣地之一，还。有SanJose，PaloAlto）。它做的。机器采用X86指令集，VLIW实现，具体。资料可以去访问公司的网站。

 

　　生产线技术4、向量机（V。ectorMachine）

 

　　平时接触的计算机都是标量。机，向量机都是大型计算机，一般用于军事工业，气象。预报，以及其他大型科学计算领域，这也说明了。向量机都很贵。国产的银河计。算机就是向量机普通的计算机所做的计。算，例如加减乘除，只能对一组数据进行操作，。被称为标量运算。向量运算一般是若干同类型标量运。算的循环。向量运算通常是对多组数据成批进。行同样运算，所得结果也是一组。数据。很多做科学计算的大（巨）型机都是向量机，例如国产银河。