倍速鏈流水線又稱為超標量流水線,是一種能夠同時執行多個指令的流水線。其設置一般包括以下幾個步驟:
1. 指令譯碼階段:將指令轉化為操作碼,確定操作數等信息。
2. 流水線分段:將整個流水線劃分為多個段,這些段可能包括取指、譯碼、執行、訪存和寫回等部分。
3. 指令發射:在每個周期內發射多個指令,並在不同段執行它們。
4. 數據相關:判斷指令之間是否存在數據相關,並根據這些相關性調整指令的執行順序。
5. 異常處理:處理程序中可能出現的異常情況,如硬件故障、用戶中止等等。
在設置倍速鏈流水線時,還需要考慮以下幾個關鍵因素:
1. 分支預測:超標量流水線需要預測分支指令的跳轉目標,以保證程序在流水線中順利執行。
2. 數據衝突:處理多條指令同時依賴相同數據的情況,以確保程序執行的正確性。
3. 指令突發:超標量流水線在執行多條指令時會產生大量突發數據流,需要合理規劃硬件資源,包括寄存器文件、運算器等。
4. 程序多線程:為滿足多線程編程需求,超標量流水線需要支持指令級多線程技術,如超標量、動態流水線、超線程等。
以上是通用的超標量流水線設置原則,具體實現需要根據處理器硬件和軟件架構的不同而有所調整。