现代处理器架构
核心特性
现代超标量处理器通过指令级并行(ILP, Instruction-Level Parallelism)在同一时钟周期内执行多条指令。
架构组件
指令控制单元(ICU)
- 从指令缓存中读取指令
- 进行分支预测,预测条件跳转的方向
- 将指令译码并发送到功能单元
指令执行单元(EU)
- 包含多个功能单元(ALU、乘法器、加载/存储单元等)
- 支持乱序执行(Out-of-Order Execution)
- 通过数据转发减少停顿
退役单元(Retirement Unit)
- 保证指令按程序顺序提交结果
- 检测分支预测错误并清空流水线
流水线深度
现代处理器流水线通常有 14-24 级,深度流水线允许更高的时钟频率,但也带来更大的分支预测惩罚。
重要概念
相关笔记:
链接到
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