不能理解流水线的方式如何能提高指令执行效率？

1万 · 2018-11-8 20:11

1万 · 2018-11-8 20:14

对指令进行了流水线的操作啊

1万 · 2018-11-9 09:15

但CPU在微观的一个时间只能处理一跳指令或者一个任务，感觉它在流水线操作时还是需要那么多个时间点来完成。

1万 · 2018-11-9 09:19

你看些关于空区和分支的描述

1万 · 2018-11-9 09:24

你看些关于空区和分支的描述

1万 · 2018-11-9 09:28

不能理解，希望哪位懂行的用通俗点的方式解释下这个原理！

2万 · 2018-11-9 09:32

RISC是什么

2万 · 2018-11-9 09:35

reduced instruction set computer，精简指令集计算机

2万 · 2018-11-9 09:50

“CPU在微观的一个时间只能处理一跳指令”，这个说法并不严密。

1万 · 2018-11-9 09:52

怎么讲

2万 · 2018-11-9 09:56

一条指令执行占用的时间可以再往下分解为“微微观”，
例如fetch、decode、mem/reg access、exec、write back
这几个“微微观”操作是并行的，或者说从“微微观”角度来看，CPU在一个时间点上是在并行执行多条指令。

Time +-----------+-----------+-----------+----------+
INS1 fetch decode mem exec wb
INS2 fetch decode mem exec

1万 · 2018-11-9 10:01

通俗点讲，把CPU执行1条指令的过程，比作饭店做一道菜，过程包括点菜，下单，洗菜，切菜，备调料，备汤底，炒菜，上菜总共8个步骤，假设每个步骤需要5分钟，如果只有1个人做，这个人在任何时间就只能做其中1个步骤，完成这些步骤要40分钟，这个饭店要40分钟才能上一道菜，然后才能点下一道菜。如果把这些步骤安排好先后顺序，8个人一起做8个菜，虽然每道菜从开始点到最后上还是要40分钟，但是从总体上看，这个饭店可以5分钟就出一道菜，这个5分钟就是流水线的一个节拍周期

1万 · 2018-11-9 10:04

比如分两个菜。切菜，烧菜。第一个菜就切好了拿去做，第二菜不是等到第一才完成了再切菜，而是第一个菜在烧的时候就可以切了。

1万 · 2018-11-9 10:09

搞定了，呵呵，犯了低级错误……结贴啦，多谢各位

只看该作者 · 2020-3-3 15:51

morrisk 发表于 2018-11-9 10:01
通俗点讲，把CPU执行1条指令的过程，比作饭店做一道菜，过程包括点菜，下单，洗菜，切菜，备调料，备汤底 ...

但问题是，每5分钟做一道菜是建立在第一道菜完成后的效率。从整体过程来看，第一道菜做好的时间是第40分钟，之后每5分钟多出一道菜，完成8道菜的总时间应该是40+7*5=75分钟。同样是8个人，各自做各自的菜，第40分钟的时候8道菜同时完成。假设做16道菜，流水线的方式完成需要40+15*5=115分钟，而独立做需要的时间为80分钟。当数量越多，流水线的时间消耗越大。

只看该作者 · 2024-1-12 10:21

流水线技术通过并行处理、简化硬件设计、优化资源利用、隐藏内存延迟和易于扩展和优化等手段，显著提高了指令的执行效率。