西安电子科技大学计算机学院Sunday,January26,202509:29:59PM计算机组成与体系结构第7章流水线技术与指令级并行2本章内容：7.1流水线处理7.2浮点运算流水线7.3指令流水线7.4流水线性能度量7.5指令流水线的性能提高7.6指令级并行概念（西电版7.7节）7.7提高指令级并行的技术（西电版略）7.8多发射处理器（西电版7.6节）7.9指令级并行的限制（西电版7.7.3）西安电子科技大学计算机学院Sunday,January26,202509:29:59PM计算机组成与体系结构第7章流水线技术与指令级并行7.1流水线处理4并行处理技术通常提高指令执行速度的途径有如下三种：1.提高处理机的工作主频。2.采用更好的算法和设计更好的功能部件。3.多条指令并行执行，称为指令级并行技术。可以从两个方面来开发处理机内部的并行性：1.空间并行性：即在一个处理机内设置多个独立的操作部件，并让这些操作部件并行工作，这种处理机称为多操作部件处理机或超标量处理机；2.时间并行性：就是采用流水线技术。流水线技术是一种非常经济、对提高处理机的运算速度非常有效的技术。采用流水线技术可以不增加硬件或只需要增加少量硬件就能够把处理机的运算速度提高几倍，它是目前使用非常普遍的一种并行处理方式。5基本思想：流水举例6基本思想：流水举例7基本思想：流水举例8基本思想：流水举例存放熨整烘干洗涤存放熨整烘干洗涤熨整、存放洗涤、烘干1：张三2：李四3：王五4：赵六1111222233334444112233441111222233334444(a)顺序方式(b)重叠方式(c)流水方式时间（拍）时间（拍）时间（拍）16107空间（段号）空间（段号）空间（段号）Δt9并行处理技术并行性的两种含义：同时性：同一时刻并发性：同一时间间隔并行处理技术的三种形式：时间并行：时间重叠，流水空间并行：资源重复时间并行＋空间并行：超标量流水10基本思想：流水举例存放熨整烘干洗涤1：张三2：李四3：王五4：赵六123412341234123476543210存放1存放2熨整1熨整2烘干1烘干2洗涤1洗涤2123412341276543210341234时间空间空间时间时间并行时间并行＋空间并行5656565678787878117.1流水线处理若将一重复的处理过程分解为若干子过程，每个子过程都可在专用设备构成的流水线功能段上实现，并可与其它子过程同时执行，这种技术称为流水技术。127.1流水线处理一、流水线的一般结构若加载的信息是数据就可以构成数据处理或运算流水线（arithmeticpipeline）。若加载的信息是指令就可以构成指令流水线（instructionpipeline...
