CPU的流水线和IPC分别是什么概念?

发布网友 发布时间：2022-04-20 00:00

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热心网友 时间：2022-05-23 14:25

cpu流水线技术是一种将指令分百解为多步，并让不同指令的各步操作重叠，从而实现几条指令并行处理，以加速程序运行过程的技术。IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）度。

采用流水线技术后，并没有加速单条指令的执行，每条指令的操作步骤一个也不能少，只是多条指令的不同操作步骤同时执行，因而从总体上看加快了指令流速度，缩短了程序执行时间。

扩展资料：

流水线技术通过增加计算机硬件来实现的。它要求各功能段能互相地工作，这就要增加硬件，相应地也加大了控制的复杂性。

如果没有互相的操作部件，很可能会发生各种冲突。例如要能预取指令，就需增加指令的硬件电路，并把取来的指令存放到指令队列缓冲器中，使微处理器能同时进行取指令和分析、执行指令的操作。

热心网友 时间：2022-05-23 14:25

1、cpu流水线技术是一种将指令分解为多步，并让不同指令的各步操作重叠，从而实现几条指令并行处理，以加速程序运行过程的技术。指令的每步有各自的电路来处理，每完成一步，就进到下一步，而前一步则处理后续指令。

2、IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）。IPC ( CPU 每一时钟周期内所执行的指令多少) IPC代表了一款处理器的设计架构，一旦该处理器设计完成之后，IPC值就不会再改变了。在这里，IPC值的高低起到了决定性的作用，而频率似乎不再高于一切。

扩展资料：

流水线技术不能加快指令的执行速度。每一条指令不能以较少的步骤操作，而是同时执行多条指令的不同操作步骤，从而加快指令流的整体速度，缩短程序的执行时间。为了进一步满足普通流水线设计无法满足的更高时钟频率的要求，高端处理器中的流水线深度正在一代一代地增加。当管道深度大于5-6时，通常称为超级管道。显然，流水线级别越多，每个级别所需的时间越短，可以设计的时钟周期越短，指令速度越快，指令的平均执行时间越短。

参考资料来源：百度百科-cpu流水线技术

参考资料来源：百度百科-IPC

热心网友 时间：2022-05-23 14:26

IPC（instruction per clock）　　实际上是频率和IPC在真正影响CPU性能。准确的CPU性能判断标准应该是：CPU性能=IPC(CPU每一时钟周期内所执行的指令多少)×频率(MHz时钟速度)，这个公式最初由英特尔提出并被业界广泛认可。
如果将英特尔用于企业级服务器的主频为800MHz的安腾处理器(英特尔的最高级系列CPU)与用于台式机的主频为1800MHz的奔腾4处理器进行对比，我们就会发现：主频仅为800MHz的安腾处理器在性能上竟然比主频高达1800MHz的奔腾4处理器还要强大。
计算机流水线　　计算机流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令，因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水，即指令预取、译码、执行、写回结果，浮点流水又分为八级流水。
计算机流水线（Pipeline）技术是目前广泛应用于微处理芯片（CPU）中的一项关键技术，计算机流水线技术指的是对CPU内部的各条指令的执行方式的一种形容，要了解它，就必须先了解指令及其执行过程。1、计算机指令及其执行过程　　计算机指令，就是告诉CPU要做什么事的一组特定的二进制集合。如果我们将CPU比喻成一个加工厂，那么，一条指令就好比一张订单，它引发了CPU_加工厂的一系列动作，最后分别得到了运算结果和产品。那么，它们到底是怎样工作的呢？首先，要有一个接收订单的部门——CPU的取指令机构；其次，还要有完成订单的车间——CPU的执行指令机构。在工厂中，一张订单上的产品被分成了许多道工序，而指令亦在CPU中转换成了许多条对应的微操作，依次完成它们，就执行完了整条指令。2、执行指令的方式及流水线技术　　在低档的CPU中，指令的执行是串行的，简单地说，就是执行完了一条指令后、再执行下一条指令，好比我们上面提到的那个加工厂在创业之初，只有一间小车间及孤军奋战的老板，那么，当他接到一张订单之后，他必然忙于完成第1张订单，而没有能力去接第2张订单。这样接订单→完成订单→接订单→……取指令→执行指令→取指令→……是一个串行的过程。后来，老板发现接受订单不费太多时间，而且他还有了一个帮工，他们可以相互地工作，这样，老板就在完成上张订单产品的同时，接受下一张订单的订货。这表现在CPU上就是取指令机构与执行指令机构的分开，这样从CPU整体来看，CPU在执行上条指令的同时，又在并行地取下条指令。这在CPU技术上是一个质的飞跃，它使得CPU从串行工作变为并行工作，从而具有了流水线的雏型。
CPU在完成了上面这一步之后，剩下的就是如何提高并行处理能力的问题了，CPU的设计者们从加工厂的装配线得到启发，将一条指令的执行分解成了许多各不相同的多个工序_微指令，从而极大地简化了指令的复杂度，简化了逻辑设计，提高了速度。在具有流水线技术的CPU中，上条指令刚执行完第一道“工序”，马上第二条指令就加入了流水线中，开始执行。很明显，这种流水线技术要求有多个执行单元，这在X86芯片中均得到了实现。
通过上面的介绍，我们已经了解到什么是流水线技术，这虽不是一种创新，但在技术的实现上则是一大难关，是CPU设计者对计算机发展的一大贡献。

热心网友 时间：2022-05-23 14:25

cpu流水线技术是一种将指令分百解为多步，并让不同指令的各步操作重叠，从而实现几条指令并行处理，以加速程序运行过程的技术。IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）度。

采用流水线技术后，并没有加速单条指令的执行，每条指令的操作步骤一个也不能少，只是多条指令的不同操作步骤同时执行，因而从总体上看加快了指令流速度，缩短了程序执行时间。

扩展资料：

流水线技术通过增加计算机硬件来实现的。它要求各功能段能互相地工作，这就要增加硬件，相应地也加大了控制的复杂性。

如果没有互相的操作部件，很可能会发生各种冲突。例如要能预取指令，就需增加指令的硬件电路，并把取来的指令存放到指令队列缓冲器中，使微处理器能同时进行取指令和分析、执行指令的操作。

热心网友 时间：2022-05-23 14:26

1、cpu流水线技术是一种将指令分解为多步，并让不同指令的各步操作重叠，从而实现几条指令并行处理，以加速程序运行过程的技术。指令的每步有各自的电路来处理，每完成一步，就进到下一步，而前一步则处理后续指令。

2、IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）。IPC ( CPU 每一时钟周期内所执行的指令多少) IPC代表了一款处理器的设计架构，一旦该处理器设计完成之后，IPC值就不会再改变了。在这里，IPC值的高低起到了决定性的作用，而频率似乎不再高于一切。

扩展资料：

流水线技术不能加快指令的执行速度。每一条指令不能以较少的步骤操作，而是同时执行多条指令的不同操作步骤，从而加快指令流的整体速度，缩短程序的执行时间。为了进一步满足普通流水线设计无法满足的更高时钟频率的要求，高端处理器中的流水线深度正在一代一代地增加。当管道深度大于5-6时，通常称为超级管道。显然，流水线级别越多，每个级别所需的时间越短，可以设计的时钟周期越短，指令速度越快，指令的平均执行时间越短。

参考资料来源：百度百科-cpu流水线技术

参考资料来源：百度百科-IPC

热心网友 时间：2022-05-23 14:26

IPC（instruction per clock）　　实际上是频率和IPC在真正影响CPU性能。准确的CPU性能判断标准应该是：CPU性能=IPC(CPU每一时钟周期内所执行的指令多少)×频率(MHz时钟速度)，这个公式最初由英特尔提出并被业界广泛认可。
如果将英特尔用于企业级服务器的主频为800MHz的安腾处理器(英特尔的最高级系列CPU)与用于台式机的主频为1800MHz的奔腾4处理器进行对比，我们就会发现：主频仅为800MHz的安腾处理器在性能上竟然比主频高达1800MHz的奔腾4处理器还要强大。
计算机流水线　　计算机流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令，因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水，即指令预取、译码、执行、写回结果，浮点流水又分为八级流水。
计算机流水线（Pipeline）技术是目前广泛应用于微处理芯片（CPU）中的一项关键技术，计算机流水线技术指的是对CPU内部的各条指令的执行方式的一种形容，要了解它，就必须先了解指令及其执行过程。1、计算机指令及其执行过程　　计算机指令，就是告诉CPU要做什么事的一组特定的二进制集合。如果我们将CPU比喻成一个加工厂，那么，一条指令就好比一张订单，它引发了CPU_加工厂的一系列动作，最后分别得到了运算结果和产品。那么，它们到底是怎样工作的呢？首先，要有一个接收订单的部门——CPU的取指令机构；其次，还要有完成订单的车间——CPU的执行指令机构。在工厂中，一张订单上的产品被分成了许多道工序，而指令亦在CPU中转换成了许多条对应的微操作，依次完成它们，就执行完了整条指令。2、执行指令的方式及流水线技术　　在低档的CPU中，指令的执行是串行的，简单地说，就是执行完了一条指令后、再执行下一条指令，好比我们上面提到的那个加工厂在创业之初，只有一间小车间及孤军奋战的老板，那么，当他接到一张订单之后，他必然忙于完成第1张订单，而没有能力去接第2张订单。这样接订单→完成订单→接订单→……取指令→执行指令→取指令→……是一个串行的过程。后来，老板发现接受订单不费太多时间，而且他还有了一个帮工，他们可以相互地工作，这样，老板就在完成上张订单产品的同时，接受下一张订单的订货。这表现在CPU上就是取指令机构与执行指令机构的分开，这样从CPU整体来看，CPU在执行上条指令的同时，又在并行地取下条指令。这在CPU技术上是一个质的飞跃，它使得CPU从串行工作变为并行工作，从而具有了流水线的雏型。
CPU在完成了上面这一步之后，剩下的就是如何提高并行处理能力的问题了，CPU的设计者们从加工厂的装配线得到启发，将一条指令的执行分解成了许多各不相同的多个工序_微指令，从而极大地简化了指令的复杂度，简化了逻辑设计，提高了速度。在具有流水线技术的CPU中，上条指令刚执行完第一道“工序”，马上第二条指令就加入了流水线中，开始执行。很明显，这种流水线技术要求有多个执行单元，这在X86芯片中均得到了实现。
通过上面的介绍，我们已经了解到什么是流水线技术，这虽不是一种创新，但在技术的实现上则是一大难关，是CPU设计者对计算机发展的一大贡献。