RISC处理器设计.pptVIP免费

RISC处理器设计RISC系统结构基本思想：简单结构的高效实现体：指令系统结构操作：简单数据：Load-Store结构，寻址方式简单编码：定长相：实现与使用方式简化硬件，提高主频指令流水线技术：寄存器操作容易解决相关编译技术用：性能及兼容性性能：每条指令周期数差不多，主频高，CPI高流水及多发射技术在提高性能的前提下不影响兼容性指令系统结构指令系统的设计原则指令系统在计算机中的位置硬件和软件的界面设计要求兼容性：在很长时间内保持不变通用性：适合于各种应用方便：编译器或程序员觉得好用，有较多功能高效：便于CPU设计的优化，不同的实现方法得到不同的性能指令系统与系统结构50-60年代ComputerArchitecture=ComputerArithmetic70-80年代ComputerArchitecture=InstructionSetDesign90年代以后ComputerArchitecture=DesignofCPU,MemorySystem,I/OSystem,MultiprocessorsSearchingthespaceofpossibledesignsatalllevelsofcomputersystems影响指令系统设计的因素工艺技术早期的硬件昂贵，简化硬件是指令系统设计的主要因素如何发挥存储层次的效率，如何利用芯片面积系统结构增加指令功能还是提高主频？并行性：SIMD、向量、多发射（兼容性好）、PIM操作系统多进程支持、虚地址空间等编译技术与程序设计语言指令的表达能力应用程序兼容性工艺技术的发展（1）工艺技术是处理器技术发展的源动力集成度及CPU主频提高快，访存延迟提高慢1990年：33MHzIntel386,80ns访存延迟1996年：266MHzIntelPII,60ns访存延迟上述趋势影响系统结构研究的内容并行技术：流水线、多处理器、磁盘阵列存储层次网络集成度延迟逻辑电路2倍/3年2倍/3年存储器4倍/3年2倍/10年磁盘4倍/3年2倍/10年工艺技术的发展（2）Moore定律Intel的创始人之一GordonMoore在1971年预言每18个月芯片集成度增加一倍。30年来这个预言基本正确，普遍认为这个定律可以适用到2010年2002年达到每个芯片100,000,000个晶体管2910年达到每个芯片1,000,000,000个晶体管这么多晶体管用来做什么？=>系统结构的研究工艺技术的发展（3）Moore定律：处理器集成度提高工艺技术的发展（4）Moore定律：存储器集成度的提高工艺技术对指令系统的影响早期的指令系统设计主要考虑如何减少硬件随着集成度的提高，如何有效利用芯片面积成为系统结构重要研究内容，一些新的并行结构如PIM、SIM...