操作数获取策略有两种类型，即指令发出绑定或调度绑定。指令发出绑定获取策略定义操作数在指令发出期间获取。在这种方法中，搁置缓冲区会影响其操作数值的指令，需要缓冲区足够长以支持所有源操作数的空间。另一种基本的操作数获取策略是调度绑定获取策略，此时操作数在调度期间获取。在这种情况下，搁置缓冲区包含短寄存器标识符而不是长操作数。指令发出绑定获取策略在这种情况下，在发出指令时，引用的源寄存器号被转发... 阅读更多

搁置缓冲区具有三个主要方面，例如所用缓冲区的类型和容量，以及它们的读写端口数量，如图所示。搁置缓冲区的类型有两种通用类型的搁置缓冲区，例如独立搁置缓冲区和组合缓冲区，它们用于搁置、重命名和重新排序，如图所示。在大多数情况下，搁置缓冲区实现为独立搁置缓冲区，即专门用于搁置的缓冲区。这种类型的搁置缓冲区通常称为预留站。在超标量处理器中，预留站使用三个... 阅读更多

创建超标量处理器是为了为单个顺序程序生成每时钟周期超过一条指令的执行率。超标量处理器设计通常定义一组技术，使计算机的中央处理器 (CPU) 在实现单个顺序程序时能够获得每周期超过一条指令的吞吐量。超标量指令的概念最早在 1970 年（Tjaden 和 Flynn，1970 年）就被提出。后来在 1980 年代被更精确地重新表述（Torng，1982 年，Acosta 等人，1986 年）。超标量处理的功能是超标量指令发出。一个... 阅读更多

指令发出策略中使用了以下方法，例如标量处理器、超标量处理器以及涵盖两者的广阔画面。在考虑最常用的发出策略时，可以通过忽略不太重要的方面来减少指令发出的设计空间。首先，对于标量和超标量处理器，它都可以避免发出顺序，因为大多数处理器都采用顺序发出。此外，在使用搁置的标量和超标量处理器的情况下，它可以丢弃发出对齐。在考虑标量处理器的指令发出策略时，应处理三个基本发出方面，例如是否... 阅读更多

处理发出阻塞可以分为两种类型，如图所示。第一个方面称为保持发出顺序，它指定依赖指令是否会阻塞发出窗口中后续独立指令的发出。第二个方面是指令发出的对齐。它决定是使用固定发出窗口还是滑动发出窗口。如图所示，如果依赖指令（例如指令 b）会阻塞所有后续指令的发出，直到依赖关系解决，则发出顺序称为“顺序”。但是，限制后续独立指令的发出会极大地破坏... 阅读更多

超标量指令发出是超标量操作中最敏感的任务。发出策略确定在发出过程中如何管理依赖关系。发出率定义了超标量处理器每个周期可以发出的指令的最大数量。发出策略的设计空间很复杂。如图所示，它包含四个主要方面。前两个定义了在指令发出期间如何处理错误数据和未解决的控制依赖关系。在这两种情况下，设计选项是在指令发出期间使用寄存器重命名和推测分支处理来防止它们。第三个条件决定是否... 阅读更多

如图所示，标量处理器必须在每个周期内仅解码一条指令。此外，流水线处理器必须检查依赖关系以确定是否可以发出此指令。相比之下，超标量处理器必须执行一项复杂得多的任务。如图所示，它必须在一个时钟周期内解码多条指令，例如四条指令。它还需要从两个方面检查依赖关系：首先，要发出的指令是否依赖于当前正在执行的指令。其次，在... 阅读更多

超标量处理可以分解成几个特定的任务，如图所示。超标量处理器可以每个周期发出多条指令，第一个任务当然是并行解码。超标量处理器中的解码比标量处理器中的解码复杂得多，并且随着发出率的提高而变得更加复杂。更高的发出率可以极大地延长解码周期，或者可以导致各种解码周期的增长，除非解码增加。一种改进的增加技术是预解码。这是在典型解码之前预先实现的部分解码，当指令加载到... 阅读更多

创建超标量处理器是为了为单个顺序程序生成每时钟周期超过一条指令的实现率。超标量处理器设计定义为一组方法，使计算机的中央处理器 (CPU) 在执行单个顺序程序时能够管理每周期超过一条指令的吞吐量。虽然对解释没有达成全球共识，但超标量设计技术包括并行指令解码、并行寄存器重命名、推测执行和乱序执行。这些技术通常与补充设计技术一起使用，包括流水线、缓存、分支预测和多核... 阅读更多

给定层级的具体体系结构通常以其组件的描述来定义。因此，给定层级的具体体系结构的描述基于其组件的抽象体系结构。作为结果，特定层级的具体体系结构比后续较低层级对应的抽象体系结构处于更高的抽象级别。因此，我们可以定义，在连续层级上具体和抽象体系结构理论的序列产生后续更高抽象级别的描述框架。因此，所考虑的三级体系结构描述设计，具有独立的具体和抽象... 阅读更多