CPU的流水线和IPC分别是什么概念?

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独立地工作，这就要增加硬件，相应地也加大了控制的复杂性。

如果没有互相独立的操作部件，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。

流水线的基本原理

    流水线的基本原理是把一个重复的过程分解为若干个子过程，前一个子过程为下一个子过程创造执行条件，每一个过程可以与其它子过程同时进行。简而言之，就是“功能分解，空间上顺序依次进行，时间上重叠并行” 。

 

 

 

流水线的三种不同计算方法

各段均取周期法：

    流水线各段执行时间最长的那段为整个流水线的瓶颈，一般地，将其执行时间称为流水线的周期。

    若在计算n个任务地执行时间时，将各个子功能段的实际执行时间限制为周期时间，则称为各段均取周期法。

    该方法中，计算公式为:

      T总=(n+k-1)×周期

    其中，k为总段数，n为任务总数。

各叠加段取最大值法：

    该方法中，计算公式为:

       T总=t1+max{t1,t2}+max{t1,t2,t3}+…+max{t1,t2,…,tk-1}

        +max{t1,t2,…tk}×[n-(k-1)]+max{t2,t3,…,tk}

        +max{t3,t4,…,tk}+…+max{tk-1,tk}+tk

    其中，k为总段数，n为任务总数。

最省时法：

    该方法中，计算公式为:

       T总=t1+t2+…+tk+max{t1,t2,t3,...,tk}×(n-1)

    其中，k为总段数，n为任务总数。

采取哪种方法？

    当各段执行时间不一样时，上述3种方法才存在区别。若各段执行时间一样，三者无区别。第2，3种方式依各段时间取值不一样而可能存在区别。

 

 

 

 

 

流水线的其它参数

加速比：

加速比 = 采用流水线后的速度÷未采用流水线的速度

       = 未采用流水线的时间÷采用流水线后的时间

吞吐量：

    单位时间内流水线完成的任务数量。

TP=n÷T总

效率：

流水线的设备利用率，在时空图上表现为n个任务占用的时空区与k个   功能段总的时空区之比。

E=[n×(t1+t2+…+tk)÷(k×T总)]

 

 

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