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计算机处理器除法为什么不能完全流水线

gecimao 发表于 2019-06-12 15:53 | 查看: | 回复:

  长春北方化工灌装设备股份有限公司成立于1996年,是专业从事自动化灌装机器人生产线、智能仓储、数字化车间研发与生产的国家高新技术企业,是国家批准生产防爆型产品的专业装备制造企业。这个问题其实要弄明白是挺复杂的。2楼说的确实是一部份的原因,但太片面了。其实最主要是是构架,制程的局限性和执行效率的问题。依照现在的技术,是否能做到4G?当然可以!甚至5G都没问题。INTEL在P4时代就有突破4G的打算了,现在自然是不在话下。但主频高的CPU其功耗也会大幅增加,因为制程的局限性,使得功耗增加要比性能增加要快的多,这就意味着能耗比的下降。而现在2G-3G的频率,正是制程与性能的一个最好平衡点。在今后制程更先进后,这个平衡点也会向着高的方向移动。现在32纳米中已经有了3.6G的I5-680(未上市),这就很好地说明了这一点。第二个是架构的局限性,在如今的架构中,主频想大幅度增加意味着必须提高流水线的长度和级数,但是流水线过长会有非常严重的弊端,且无法避免。如今的CPU采用了分支预测的技术,尽管该技术已经相当的成熟,但还是不可避免预测失败的情况。当预测失败后,CPU就要花时间清空整条流水线的指令。并重新放入,流水线越长,所需的时间越多。这就使得CPU的执行效率低下,经常在做无用功,当时P4时代(32级流水线G的AMD CPU执行效率高。P4也被称为“高频低能”,“傻快”。后来的CPU大大减少了流水线级数,并改为多核心多线程同时处理。也正是尽可能地避开这一弊端。所以我们说多核的趋势是必然的,高主频从来就不会成为趋势。所以,为什么处理器主频总是不会太高,并不是晶片达不到要求,也不是技术不完善。而是多方面的限制和局限性。

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