計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究、分析的目的*是為了提高計(jì)算機(jī)性能，為此，我們采用了許多提高性能的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)。流水線技術(shù)*是其中*重要的設(shè)計(jì)思想之。流水線技術(shù)在現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中是*普遍的1種技術(shù)。

衡量種流水線處理方式的性能高低的書面數(shù)據(jù)主要由吞吐率、效率和加速比這三個(gè)參數(shù)來決定。

吞吐率

指的是計(jì)算機(jī)中的流水線在特定的時(shí)間內(nèi)可以處理的任務(wù)或輸出數(shù)據(jù)的結(jié)果的數(shù)量。流水線的吞吐率可以進(jìn)步分為*大吞吐率和實(shí)際吞吐率。它們主要和流水段的處理時(shí)間、緩存寄

流水線技術(shù)

存器的延遲時(shí)間有關(guān)，流水段的處理時(shí)間越長(zhǎng)，緩存寄存器的延遲時(shí)間越大，那么，這條流水線的吞吐量*越小。因?yàn)?，在線性流水線中，*大吞吐率Tpmax=流水線時(shí)鐘周期△T/1=max(T1,...Ti,..Tm)+T1/1，而其中，m是流水線的段數(shù)，是特定過程段執(zhí)行時(shí)間。如果，條流水線的段數(shù)越多，過程執(zhí)行時(shí)間越長(zhǎng)，那么，這條流水線的理論吞吐率*越小。

由此，要對(duì)于流水線的瓶頸部分的處理主要在于減少流水段的處理時(shí)間。實(shí)現(xiàn)的方法般有兩種：

1、把瓶頸部分的流水線分拆，以便任務(wù)可以**流水處理。流水段的處理時(shí)間過長(zhǎng)，般是由于任務(wù)堵塞造成的，而任務(wù)的堵塞會(huì)導(dǎo)致流水線不能在同個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)啟動(dòng)另個(gè)操作，可以把流水段劃分，在各小流水段中間設(shè)置緩存寄存器，緩沖上個(gè)流水段的任務(wù)，使流水線**流水。假如X流水段的處理時(shí)間為3T，可以把X流水段再細(xì)分成3小段，這樣，每小段的功能相同，但是處理時(shí)間已經(jīng)變成3T/3=T了。

2、在瓶頸部分設(shè)置多條相同流水段，并行處理。對(duì)付流水段的處理時(shí)間過長(zhǎng)，還有另外種方法，那*是把瓶頸流水段用多個(gè)相同的并聯(lián)流水段代替，在前面設(shè)個(gè)分派單元來對(duì)各條流水段的任務(wù)進(jìn)行分派。仍然假設(shè)瓶頸流水段的處理時(shí)間是△3T，那么經(jīng)過3條并聯(lián)流水段的同時(shí)處理，實(shí)際需要的時(shí)間只是△T。這樣，*達(dá)到了縮短流水段處理時(shí)間，但這種方法比較少以采用，因?yàn)橐?段相同的流水段并聯(lián)，成本較高，而且，分派單元會(huì)比較麻煩處理。

加速比

是指某**水線如果采用串行模式之后的工作速度和采用流水線模式后的工作速度的比值，數(shù)值越大，說明這條流水線的工作安排方式越好。

效率

使用效率：指流水線中，各個(gè)部件的利用率。由于流水線在開始工作時(shí)存在建立時(shí)間;在結(jié)束時(shí)存在排空時(shí)間，各個(gè)部件不可能直在工作，總有某個(gè)部件在某個(gè)時(shí)間處于閑置狀態(tài)。用處于工作狀態(tài)的部件和總部件的比值來說明這條流水線的工作效率。        http://liyingyang.cn/