4 提升計算機效率的方法中,有一種叫做管道化處理(pipelining),可以用來改善中央處理單元(central processing unit, CPU)的效率,其改善效率的方式為何?
(A)增加單位時間的指令完成個數
(B)增加中央處理單元中每個元件的運作速度
(C)減少每一個指令執行所需時間
(D)減少危障(Hazard)的產生

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統計: A(341), B(57), C(62), D(109), E(0) #2574501

詳解 (共 4 筆)

#4609374

指令管線化(英語:Instruction pipeline)是為了讓計算機和其它數位電子裝置能夠加速指令的通過速度(單位時間內被執行的指令數量)而設計的技術。

 

管線化是假設程式執行時有一連串的指令要被執行(垂直座標i是指令集,水平座標表時間t)。絕大多數當代的CPU都是利用時脈驅動。

而CPU是由內部的邏輯閘正反器組成。當受到時脈觸發時,正反器得到新的數值,並且邏輯閘需要一段時間來解析出新的數值,而當受到下一個時脈觸發時正反器又得到新的數值,以此類推。而藉由邏輯閘分散成很多小區塊,再讓正反器鏈結這些小區塊組,使邏輯閘輸出正確數值的時間延遲得以減少,這樣一來就可以減少指令執行所需要的周期。

舉例來說,典型的RISC管線被分解成五個階段,每個階段之間使用正反器鏈結。

  1. 讀取指令
  2. 指令解碼與讀取暫存器
  3. 執行
  4. 記憶體存取
  5. 寫回暫存器


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#4516444
原本像郵局,一個個排隊處理,處理完一個換...
(共 77 字,隱藏中)
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#5116299

管道化像工廠生產線, 每條產線都有負責的工作, 可以大量生產, 加速流程.

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#5229208

未管線化的架構產生的效率低,因為有些CPU的模組在其他模組執行時是閒置的。管線化雖並不會完全消除CPU的閒置時間,但是能夠讓這些模組「並行運作」而大幅提升程式執行的效率,減少CPU閒置時間。差不多有些類似流水線工廠的概念。

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