现代微处理器架构关键技术

流水线和指令级并行

  • 深度流水线：拆分流水线阶段

多指令发射-超标量处理器

  • 超标量微架构

  • 超标量处理器指令流

  • 超流水线+超标量

  • 超标量和流水线技术的限制
    • 指令依赖和延迟：流水线越深，级数越多，指令延迟越长
    • 分支预测和惩罚：流水线越深，需要预测的分支越多

寄存器重命名和乱序执行

  • 由于分支指令和长延迟指令，可以重排指令，在一条指令等待的间隔插入执行其他指令

  • brainiac:更智能和强大
  • speed-demon:更简单和快速
  • 功耗墙：时钟频率有极限
  • ILP墙：指令级并行有极限

SMT：同步多线程

  • 线程级并行

SIMD向量：数据级并行

  • 向量运算：图像 / 音视频处理

内存墙

  • 处理器和主存之间的访问延迟，改进手段
    • 内存技术：DDR SDRAM内存 / 片上内存控制器
    • 多级缓存

参考
Modern Microprocessors

cover
画师: Nengoro(ネんごろぅ)
id: 113600243