iT邦幫忙

2022 iThome 鐵人賽

DAY 3
0
自我挑戰組

冒牌工程師上學去系列 第 3

1-2 CPU指令週期

  • 分享至 

  • xImage
  •  

上次提到范紐曼五大單元CPU、Memory、I/O,也有提到指令週期,今天聊聊指令週期計算

指令週期

CPU執行指令流程中含Fetch->Decode->Execute->Write to Memory
這樣完整一個流程我們稱為一個週期cycle

  • 補充: 甚麼是指令? 只電腦完成一項基本任務的命令,過程中不會被中斷,為執行最小單位。

週期時間衡量的方式有兩種

  1. CPI(Clock cycle Per Instruction) - 一個指令需要花多少個clock cycle(一種計算時間的單位)
  2. MIPS(Million Intruction Per Second) - 一秒鐘可以執行幾個指令

管線技術PipeLine

依照范紐曼其中一個循序執行的原則,如果都要等一個指令走完一個指令週期才能執行下一個指令,會造成執行效能上的限制,因此管線技術出現。
藉由將不同的指令的不同週期同時執行,縮短整體的執行時間。
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20220919/20141684ZyxoTs42eC.png

下一集來聊聊CPU架構和匯流排

QA時間
假設現在有三條指令,每條指令需要花6個clock cyle,使用管線技術會比沒有使用省多少clock cycle?

昨天答案:D
范紐曼瓶頸- 因為資料運算速度遠大於資料存取速度,當硬體效能不斷增加,資料傳輸會成為整體效能上的瓶頸。
而這瓶頸有一些解決方式
1. 提升匯流排DATA BUS的資料線,ex:32bit -> 64bit
2. 更換線材提升傳輸速度,ex:採用光纖(目前有線網路中最快的媒介)

分類會依照第一篇介紹的分類架構來進行
由於是將學習過程記錄下來,如果有任何錯誤歡迎糾正

以下參考連結在學習過程中覺得非常有幫助:
-WIKI
-台大線上課程


上一篇
1-1 姓范的都很厲害?聊聊范紐曼架構
下一篇
1-3 CPU架構和匯流排
系列文
冒牌工程師上學去42
圖片
  直播研討會
圖片
{{ item.channelVendor }} {{ item.webinarstarted }} |
{{ formatDate(item.duration) }}
直播中

尚未有邦友留言

立即登入留言