处理器使用各种各样的方法和技术来处理分支。三种方法对基本的分支处理方法进行了改进。这些方法如下：是否使用分支延迟槽；如何处理未解决的条件分支；体系结构是否提供防止条件分支的表示。分支处理的基本方法反映了这些问题。根据分支处理对这些问题的响应方式，可以确定延迟分支、阻塞和推测性分支处理、多路分支和受保护执行。第一种方法是是否使用分支延迟槽。简单的分支处理通常会导致一两个指令浪费…… 阅读更多

为了评估和比较不同的分支处理技术，需要一个性能指标。让我们考虑在一个四级流水线中执行分支指令，如图所示。如果分支直接处理，则分支目标地址 (BTA) 将在周期 ti+3 中计算出来。然后，分支目标指令可以在周期 ti+4 中被取回。因此，与取回分支指令相比，分支目标指令的取回延迟了 3 个周期。这意味着与顺序处理相比，有 2 个周期的开销。在特定典型情况下，分支处理的性能…… 阅读更多

流水线是一种非常有效的方法，可以加快顺序路径上指令的执行速度。但是，如果分支引入流水线并打乱顺序处理，那么除非使用适当的方法，否则流水线的实现将受到严重干扰。它可以指示在流水线中产生分支的问题。假设在一个流水线中实现一个无条件分支。当没有采取任何特定措施来提高适应性时，无条件分支在传统的 RISC 流水线中实现。流水线被认为在四个连续的周期中处理指令，例如，在连续的取指 (F)、解码 (D)…… 阅读更多

条件分支指令主要用于两种情况。最常见的是用于检查指令结果是否满足特定条件，例如结果是否等于 0，是否为负数等等。如果满足指定条件，则控制权将转移到程序中的某个位置。另一种常见情况是比较两个操作数，例如询问它们是否相等，然后如果满足指定条件则转向某个位置。指令集体系结构 (ISA) 检查操作结果（如…… 阅读更多

计算机程序中的分支是一条指令，它指示设备开始执行多条指令，而不是简单地按顺序执行指令。在高级语言中，这些被定义为流程控制语句，并被构建到语言中。在汇编编程中，分支指令被构建到 CPU 中。分支用于有条件或无条件地将控制权转移到程序的指定位置。无条件分支总是被执行。相反，条件分支包含一个条件，因此根据该特定条件是真还是假，要么被执行要么不被执行。如图所示…… 阅读更多

指令分派的設計空間很複雜。在某些方面，它類似於指令發出的設計空間，但它還有兩個額外的方面，如圖所示。分派策略 - 分派策略可以被視為一個調度策略，包括以下組成部分：選擇規則 - 選擇規則指定何時將指令視為可執行。讓我們假設重命名被使用，並且未解決的條件轉移指令由推測性分支處理來管理。仲裁規則 - 當有多個指令符合執行條件時，也可能需要一個仲裁規則，可以…… 阅读更多

擱置是一種高級發出模式，用於消除由於依賴關係導致的發出阻塞。擱置利用專用的指令緩衝區（稱為擱置緩衝區），位於每個執行單元 (EU) 的前面。擱置的設計空間如圖所示。它由以下四個主要組成部分組成，例如擱置的範圍、使用的擱置緩衝區的佈局、操作數獲取策略和指令分派方案。擱置範圍擱置的範圍指定擱置是否僅限於多種類型的指令，或者是否對所有指令執行。部分調度僅在少數超標量處理器中使用…… 阅读更多

VLIW 架构VLIW 代表超长指令字。它是一种指令集体系结构，旨在充分利用指令级并行 (ILP) 来提高性能。中央处理单元处理器允许程序仅按顺序指定指令执行，而 VLIW 处理器允许程序显式地确定并行执行的指令。这种设计旨在实现更高的执行速度，而不会像某些其他设计那样带来复杂性。VLIW 体系结构与超标量处理器密切相关。两者都旨在通过利用指令级并行来加速计算。两者具有几乎相同的执行基础，包括多个执行单元…… 阅读更多

奔腾Pro 是英特尔 x86 系列处理器的旗舰产品。奔腾Pro 处理器执行动态执行微架构，例如特定的一组多分支预测、数据流分析和推测性执行。奔腾Pro 处理器具有一个解耦的、12 个阶段的超流水线执行，以牺牲每个流水线阶段的工作量为代价，换取更多的阶段。奔腾Pro 处理器的流水线阶段时间也比奔腾处理器减少了 33%，这有助于在任何给定进程上获得更高的时钟频率。奔腾Pro 处理器使用的方法消除了传统…… 阅读更多

PowerPC 620 是 PowerPC 系列中性能最高的型号。它是 PowerPC 系列中第一个用于应用服务器和高端办公产品线的芯片。它使用高执行微架构，具有多个先进的超标量特性，以利用指令级并行性。PowerPC 620 具有六个能够并行操作的执行单元。这些单元如下：分支处理单元 (BPU)、两个简单的整数单元 (IU1 和 IU2) 执行一个周期的整数和逻辑运算、一个单一的多个周期的整数单元 (MIU) 主要执行整数乘法和除法、一个加载/存储单元 (L/SU) 和一个浮点单元 (FPU)。PowerPC 的特性…… 阅读更多