3.4 流水线的通用原理

发布时间 2023-05-29 15:38:58作者: C~A

流水线化的一个重要特性就是提高了系统的吞吐量,不过会轻微增加延迟。

计算流水线

在现代逻辑设计中,电路延迟以微微秒或皮秒,也就是10的负12次方秒为单位进行计算。假设将系统执行的计算分为三个阶段,每个阶段需要100ps,然后在每个阶段之间放上流水线寄存器,流水线寄存器的延迟为20ps,这样每条指令都会按照三步经过这个系统,从头到尾需要三个完整的时钟周期。所以这条流水线延迟就是360ps。

 

 

流水线的局限性

不一致的划分

每个阶段的延迟不同,但是为了保证每个阶段的完整性,运行时钟的速率是由最慢的阶段延迟决定的。

流水线过深

由于流水线寄存器延迟的存在,过多的划分流水线可能会导致性能的下降。