流水CPU

• 同时性，指两个以上时间在同一时刻发生
• 并发性，指两个以上事件在同一个时间间隔内发生

1、时间并行

• 指时间上重叠
• 让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度
• 采用流水处理部件

2、空间并行

• 指资源重复

3、时间加空间并行

4、流水计算机系统组成原理图

5、标量流水线时空图（单位时间内只能执行一条指令）

6、超标量流水时空图（单位时间内可以执行多条指令，在此时2条）（是时间、空间上的并行）

7、流水线的分类

• 指令流水线，指指令步骤的并行
• 算术流水线，指运算操作步骤的并行（如流水加法器，流水乘法器）
• 处理机流水线，又称宏流水线，指程序步骤的并行；数据在第一台处理机上处理后，送进第二台处理机，接着是第三。。

8、流水线的问题

• 资源相关，指多条指令进入流水线后在同一机器时钟周期内争夺同一个功能部件所发生的冲突。例如第一条的指令执行到第四阶段要访问内存，而第四条指令的第一阶段也需要访问内存，故而有冲突
• 数据相关，在一个程序中必须等前一条指令执行结束后，才能执行下一条指令，则称这两条指令为数据相关。例如后一条指令需要用到前一条指令的操作数、运算结果
• 控制相关，由转移指令引起。当执行转移指令时，依据转移条件的产生结果，可能为顺序取下一条指令；也可能是转移到新的目标地址取指令，从而使流水线发生断流