ARM架构学习(二)——流水线

2023-11-19

本期主题:
ARM流水线

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1.流水线概念

硬件资源总是有限的,有一个明显的方法能改善硬件资源的利用率,这就是pipeline(流水线)技术,其实就是在当前指令结束之前就开始执行下一条指令。
ARM中的流水线是这么做的:
当一条指令刚执行完步骤1,准备转向步骤2时,下一条条指令开始执行步骤1

2.指令的分解步骤

一条指令在被处理器运行时,实际上会被拆解成很多步骤,典型的计算机系统步骤如下:

  1. 首先,处理器需要从存储器中取指令(fetch)
  2. 译码器对这条指令进行翻译(decode)
  3. 从指令中提取指令的操作数,这些数一般都存在寄存器中,所以一般都从寄存器中取出(reg)
  4. 取到操作数之后,进行组合得到结果(ALU)
  5. 如果需要,则访问存储器以存储数据(mem)
  6. 将结果写回到寄存器堆(res)

使用流水线,可在取下一条指令的同时译码和执行其他指令,从而加快执行的速度。可以把流水线看做是汽车生产线,每个阶段只完成专门的处理器任务。

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