处理器按照一系列步骤来执行每一条指令.典型的步骤如下:
从存储器读取指令(fetch).
译码以鉴别它是那一类指令(dec).
从寄存器堆取得所需的操作数(reg).
将操作数进行组合以得到结果或存储器地址(ALU).
如果需要,则访问存储器以存取数据(mem).
将结果写回到寄存器堆(res).
并不是所有的指令都需要每一个步骤,但是,多数指令需要其中的多数步骤.这些步骤往往使用不同的硬件功能,例如,ALU可能只在第四步中用到.因此,如果一条指令不是在前一条结束之前就开始,那么在每一个步骤内处理器只有少部分的硬体被使用.
有一个明显的方法可以改善硬件资源的使用率和处理器的吞吐量,这就是在当前指令结束之前就开始执行下一条指令.该技术被称为流水线,是在通用处理器中采用并行算法且非常有效的途径.
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