cpu流水线感悟,cpu流水线技术

四级流水线什么意思

1、流水线又称为装配线，一种工业上的生产方式，指每一个生产单位只专注处理某一个片段的工作，以提高工作效率及产量；按照流水线的输送方式大体可以分为：皮带流水装配线、板链线、倍速链、外挂程式线、网带线、悬挂线及滚筒流水线这七类流水线。一般包括牵引件、承载构件、驱动装置、涨紧装置、改向装置和支承件等组成。

2、经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水，即指令预取、译码、执行、写回结果，浮点流水又分为八级流水。 超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器，其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频，使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作，其实质是以时间换取空间。

3、在执行中采取了无序执行（out-of-orderprocessing）技术。即当某条指令需要一些数据而未能立即执行完毕时，它将被剔出流水线并等待数据，CPU则马上执行下条指令，就好比在装配线上发现某件产品不太合格，而被淘汰，等待返工一个道理。这样，可以防止一条指令不能执行而影响了整个流水线的效率。

4、流水线工作方式就像工业生产上装配流水线。在CPU中由5？6个不同功能电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成5？6步后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令，因此提高CPU运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水，即取指令、译码、执行、写回结果。

Cpu超线程到底有什么实际用途??

1、CPU超线程功能可在同一时间里，让应用程序使用芯片的不同部分。虽然单线程芯片每秒钟能够处理成千上万条指令，但是在任一时刻只能够对一条指令进行操作。而超线程技术可以使芯片同时进行多线程处理，使芯片性能得到提升。

2、因此超线程技术就诞生了，超线程技术实际上是虚拟一个CPU，让已经完成自己任务的，进入等待状态的流水线（那个分配的任务比较轻的，干活比较快的人），提前进行下一任务。这样可以提高效率。

3、其主要作用是将单个CPU核心模拟成两个逻辑处理器，使得单个物理CPU核心可以同时“执行”两个线程，从而提高CPU的运行效率。超线程技术的产生是为了解决CPU利用率不足的问题，尤其在多线程应用下，超线程技术可以让CPU更好地利用多个线程，提高程序的响应速度。

软件体系结构的核心:指令集

软件体系结构的核心在于指令集，它是CPU的基础。随着技术的进步，CPU的结构发展得更为高效，能够更快地执行这些指令。本文将从流水线、并行、多核等角度，探讨指令集的发展历程。流水线的发展从单条流水线到乱序指令执行的并行多条流水线，流水线的发展经历了多个阶段。

指令集，也称为复杂指令集，英文名是CISC，（Complex Instruction Set Computer的缩写）。在CISC微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，但计算机各部分的利用率不高，执行速度慢。

从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分，而从具体运用看，如Intel的MMX（Multi Media Extended）、SSE、 SSE2（Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2）和AMD的3DNow！等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。

最简单的话概括，那个是CPU硬件接受指令，完成计算，输出结果时与软件进行交互时使用的语言，每条新的指令一般对应着一条或几条汇编语言，编译后对应着可以被CPU识别的机器码。

也就是说指令集是和CPU同时诞生的，并不是后来写入的指令集是CPU体系结构设计的一个重要方面：CPU依靠指令来计算和控制系统。