原创 《大話處理器》連載——微架構(1) 順溜的2級流水線
2009年央視有部熱播大劇：《我的兄弟叫順溜》。劇中順溜是一個神槍手，裏面有一個場景，當鬼子來襲擊部隊時，順溜向團長建議，給自己配2個人裝彈，自己專門負責打槍。 《我的兄弟叫順溜》劇照 從直觀的
2020-06-16 09:43:22
1
原创 《大話處理器》連載——微架構(7) 流水線上的冒險——數據冒險
(2) 數據冒險 流水線使原先有先後順序的指令同時處理，當出現某些指令的組合時，可能會導致指令使用了錯誤的數據。 看下面這個例子： 寄存器訪問的數據冒險 add R1,R2,R3將寄存器R2和R3的和
2020-06-16 09:43:22
原创 《大話處理器》連載——微架構(6) 流水線上的冒險——免不了磕磕絆絆
人生路上總是磕磕絆絆，流水線也一樣。流水線中每個節拍硬件被充分利用，這隻存在於理想的烏托邦中，現實總會出現這樣或那樣的問題，讓原本順暢的流水線出現停頓，斷斷續續。這些導致流水線出現停頓的因素稱爲流水線冒險(Hazard)
2020-06-16 09:43:17
原创 《大話處理器》連載—PC機結構探祕(6)顯示設備——臉面(1)
女生們常說男人是視覺動物，並對此表示不滿，不過大家看《非誠勿擾》時就會發現，當男嘉賓容貌一般時，女生們的問題通常比較犀利，說話的語氣也不那麼注意，而要是有一個很帥的男嘉賓出現時，女生們則都改作溫柔狀，說話的語氣、提出的問題
2020-06-16 09:43:17
1
原创 《大話處理器》連載——微架構(16) Buffer的作用——去耦合
在順序執行內核中，指令依次流經各個流水線單元，不需要進行緩存，而爲了要能亂序執行，首先需要一個Buffer來緩存還沒有執行的指令，然後在這個Buffer中去調度指令的執行順序。亂序執行內核的基本模型如下： 亂序執行基本
2020-06-16 09:43:17
6
原创 《大話處理器》連載——微架構(5) DSP更深的流水線
不同的處理器會有不同的流水線劃分。在TI C6000 DSP中，所有指令的執行都可分爲Fetch(取指)、Decode(譯碼)、Execute (執行)3個大的步驟，每個大的步驟又可以細分爲一些小的步驟： C6000
2020-06-16 09:43:17
原创 《大話處理器》連載—PC機結構探祕(7)顯示設備——臉面(2)
(4) 多屏 多屏電腦 一般的電腦只有一個屏，不過這種蘋果的新概念電腦有3個屏。中間的屏幕玩遊戲，左邊的屏幕聊天，右邊的屏幕看電影，真是絕配！ (5) 卷軸顯示屏 左邊爲伸展開的電腦，右邊爲卷好的電腦
2020-02-25 00:53:12
原创 《大話處理器》連載——微架構(15) 寄存器重命名
寄存器不能隨便改名字，否則原來的數據依賴關係被打亂，會導致錯誤的執行結果，那麼怎樣才能既保留原先的數據依賴關係，又能將沒有數據依賴性的指令的寄存器改名字呢？ 這裏介紹一種在處理器中經常實現的策略： 1. 將
2020-02-25 00:53:12
原创 《大話處理器》連載——微架構(11) 從順序執行到亂序執行——因時制宜
話說有一日，項羽率兵來打劉邦，劉邦命士兵在城外3個路段分別設3個陷阱，劉邦給出如下的指令： 攻城戰 偏巧那一日路段1下雨沒幹，沒法設置陷阱，衆士兵就準備在那裏等待，這時一個聰明的士兵就說：“敵軍不日
2020-02-25 00:53:12
原创 《大話處理器》連載——微架構(18) 指令的順序提交
在指令的執行過程中，通常會有中斷和異常產生，例如在下面這個例子中， 中斷例子 XOR指令執行完後，來了一箇中斷，中斷處理一般都是將處理器的ISA寄存器壓棧，執行中斷服務程序，然後再退回來執行中斷後面的
2020-02-25 00:53:12
原创 《大話處理器》連載——微架構(17) 指令調度
在前面亂序設置陷阱的利子中，如果沒有那個聰明的士兵，亂序也就無從談起。同樣，處理器的亂序執行內核也需要一個調度器，分析指令間中的相關性，分析指令什麼時候能開始執行。 指令什麼時候能開始執行呢？
2020-02-25 00:53:12
原创 《大話處理器》連載——微架構(2) 順溜流水線的深入分析
在上一節中，順溜已經告訴了我們流水線的基本概念，順溜將整個射擊過程分成了2個步驟(術語稱之爲節拍)，兩個步驟可以並行起來執行，只是時間上進行了些許的錯位，這就是流水線的本質。 這條流水線被劃分成了2個節拍，也
2020-02-25 00:53:12
原创 《大話處理器》連載——微架構(4) 史上最經典的5級流水線
處理器內部有很多通用寄存器，這些寄存器用來存儲指令的操作數，它對程序員可見，如x86有8個通用寄存器，RISC處理器則更多，常有32個或64個等等。這一堆寄存器也被叫做Register file(寄存器堆)。
2020-02-25 00:53:12
原创 《大話處理器》連載——微架構(9) 分支預測——以古爲鏡，可以知興替
高級語言中的for、if、else、switch等等，都是通過跳轉來實現的。正是由於計算機指令中具有能夠改變程序流向的指令，才使得程序結構靈活多樣，程序功能豐富多彩。例如下面這個for循環： for循環在x86上的彙編實
2020-02-25 00:53:12
原创 《大話處理器》連載——微架構(10) 分支預測實現與條件執行
(2) 分支預測實現 算法是基礎，有了算法後，就可以在處理器中實現分支預測功能。Intel的分支預測模塊包含了3個單元： 1. Branch Target Buffer(BTB)
2020-02-25 00:53:12