深度 RISC 流水线中的缓存未命中损失

Question

为什么深度流水线处理器中的高速缓存未命中损失更大？

是否是因为如果在管道的后期发生未命中，则停顿时间会更长？或者是因为管道中的指令太多了？

Answer 1

通常，您会实施更深的管道以减少每个管道阶段的循环时间。

考虑两个有序的单问题流水线处理器微体系结构。

uA1 具有 5 级流水线和 2 ns 周期时间。uA2 具有 10 级流水线和 1 ns 循环时间。

完整的高速缓存未命中必须（至少）从 DRAM 加载整个高速缓存行。假设需要 100 ns，包括行激活、行字的突发读取和行预充电。

当uA1发生高速缓存未命中时，它会停止100 ns，例如50个时钟周期，例如50个发布槽。当uA2发生高速缓存未命中时，它会停止100 ns，例如100个时钟周期，例如100个发布槽。

这里，高速缓存未命中损失（以未命中的指令发布槽表示）在更深的流水线处理器中是两倍。