英特尔x86_64处理器不仅是流水线架构,还是超标量？

Question

英特尔x86_64处理器不仅是流水线架构,还是超标量？

1. 流水线操作 - 这两个序列并行执行(同一时钟中相同流水线单元的不同阶段,例如4个阶段的ADD):

   • stage1 - > stage2 - > stage3 - > stage4 - >没什么
   • 没有 - > stage1 - > stage2 - > stage3 - > stage4

2. 超标量 - 这两个序列并行执行(两个指令可以在同一时钟中启动到不同的流水线单元,例如ADD和MUL):

   • ADD(阶段1) - > ADD(阶段2) - > ADD(阶段3)
   • MUL(stage1) - > MUL(stage2) - > MUL(stage3)

Answer 1

是的,现代英特尔处理器既有流水线也有超标量.

执行单个指令需要很多纳秒.这包括从指令存储器获取指令,解码指令,获取操作数,执行任何计算,从存储器获取数据以及写入结果.为了实现基本性能,重要的是将它们分解为小步骤并允许多个指令同时"在管道中".

同样,处理器管道消耗大量资源(面积,功率,设计复杂性等).将1宽处理器转换为2宽超标量处理器相对非常便宜.性能提升大于成本(尽管一旦拥有4宽处理器,您将看到收益递减越来越大,成本呈指数级增长).

因此,你可以期待任何现代处理器(除了绝对最小的处理器)超标量.经验法则 - 如果它连接到内存层次结构,它将是超标量的.那是因为内存层次结构消耗了太多的能量和能量,你需要一个超标量处理器来保持它的繁忙.