cpu流水线感悟,解决cpu流水线冲突的方法

cpu五级流水线访存和写回的区别

1、作用：在计算机体系结构中，CPU是对计算机所有硬件资源（如存储器、输入输出单元）进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元；是计算机的运算和控制核心。计算机系统所有软件层操作，最终都通过指令集映射为CPU的操作，功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

2、若写操作很频繁，可能会因为写缓冲饱和而发生阻塞访存次数增加，速度变慢，但更能保证数据一致性 写分配法（write-allocate）：当CPU对Cache写不命中时，把主存中的块调入Cache，在Cache中修改。通常搭配写回法使用。 非写分配法（not-write-allocate）：当CPU对Cache写不命中时只写入主存，不调入Cache。搭配全写法使用。

3、指令译码阶段：指令译码器解析指令，识别指令类型和操作数获取方法。 执行指令阶段：CPU 的不同部分协同工作，执行指令所定义的操作。 访存取数阶段：如果指令需要，CPU 会访问主存储器以获取操作数，并将结果读取到 CPU 中。

软件体系结构的核心:指令集

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）、SEE3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。

在所有系统结构的特性中，指令系统的外特性是最关键的。因此，计算机系统结构有时就简称为指令集系统结构。我们这门课注重学习的是计算机的系统结构，传统的讲，就是处在硬件和软件之间介面的描述，也就是外特性。 这些不恰当的比喻只是帮助理解，不可强求对应，不然会有损科学的严密性。

因此，计算机系统结构有时就简称为指令集系统结构。我们这门课注重学习的是计算机的系统结构，传统的讲，就是处在硬件和软件之间介面的描述，也就是外特性。这些不恰当的比喻只是帮助理解，不可强求对应，不然会有损科学的严密性。

中央处理器的功效主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。在计算机体系结构中，CPU 是对计算机的所有硬件资源（如存储器、输入输出单元） 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU 是计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射为CPU的操作。

在计算机体系结构中，CPU是对计算机的所有硬件资源进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU是计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射为CPU的操作。

CPU多发射/流水线/多线程/多核

所以发展出来双核心的CPU。两个核心一起工作需要靠软件的支持。软件要明白怎么把任务分给两个核心让他们一起工作，这样变相的提高了CPU的处理性能，现在新出的软件都支持多核心了。本来是一个核心一个线程，不过INTEL发明了一个核心跑出两个线程，这叫超线程技术。所以有双核4线程的说法。

和集成内存控制器技术，使得每个内核都自己的高速缓存可资遣用，都有自己的专用通道直通I/O，没有资源争抢的问题，从而达到提高性能的目的。多核的处理器，在执行多线程的情况下，可以提高性能，执行效率更高。但是如果是单个指令的话，优势就不是很明显了，甚至有时比单核的处理器还要慢些。

可以支持多线任务，也就是可以同时跑多个程序，在玩游戏上体现为，游戏可以多开。多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎（内核）。英特尔工程师们开发了多核芯片，使之满足“横向扩展”（而非“纵向扩充”）方法，从而提高性能。该架构实现了“分治法”战略。

CPU多线程简称SMT，可通过复制处理器上的结构状态，让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源，可最大限度地实现宽发射、乱序的超标量处理，提高处理器运算部件的利用率，缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。