1、超標量（Super Scalar) 將一條指令分成若干個周期處理以達到多條指令重疊處理,從而提高cpu部件利用率的技術(shù)叫做標量流水技術(shù)。 超級標量是指cpu內(nèi)一般能有多條流水線,這些流水線能夠并行處理.在單流水線結(jié)構(gòu)中,指令雖然能夠重疊執(zhí)行,但仍然是順序的,每個周期只能發(fā)射(issue)或退休(retire)一條指令.超級標量結(jié)構(gòu)的cpu支持指令級并行,每個周期可以發(fā)射多條指令(2-4條居多).這樣,可以使得cpu的IPC(InstructionPer Clock) > 1, 從而提高cpu處理速度.??? 超級標量機能同時對若干條指令進行譯碼，將可以并行執(zhí)行的指令送往不同的執(zhí)行部件,在程序運行期間，由硬件(通常是狀態(tài)記錄部件和調(diào)度部件)來完成指令調(diào)度. 超級標量機主要是借助硬件資源重復(例如有兩套譯碼器和ALU等)來實現(xiàn)空間的并行操作. 我們熟知的pentium系列(可能是p-II開始),還有SUNSPARC系列的較高級型號,以及MIPS若干型號等都采用了超級標量技術(shù).

超標量流水技術(shù)（??? ）。

A．縮短原來流水線的處理器周期

B．在每個時鐘周期內(nèi)同時并發(fā)多條指令

C．將基本流水線中各段分成更小的段

D．把多條能夠并行操作的指令組合成一條具有多個操作碼字段的指令

2、超級流水線（Super Pipeline) 超級流水線又叫做深度流水線，它是提高cpu速度通常采取的一種技術(shù)。CPU處理指令是通過Clock來驅(qū)動的，每個clock完成一級流水線操作。每個周期所做的操作越少，那么需要的時間久越短，時間越短，頻率就可以提得越高。所以超級流水線就是將cpu處理指令是得操作進一步細分，增加流水線級數(shù)來提高頻率。頻率高了，當流水線開足馬力運行時平均每個周期完成一條指令（單發(fā)射情況下），這樣cpu處理得速度久提高了。當然，這是理想情況下，一般是流水線級數(shù)越多，重疊執(zhí)行的執(zhí)行就越多，那么發(fā)生競爭沖突得可能性就越大，對流水線性能有一定影響。 現(xiàn)在很多cpu都是將超標量和超級流水線技術(shù)一起使用，例如pentium IV，流水線達到20級，頻率最快已經(jīng)超過3GHZ.我們教科書上用于教學的經(jīng)典MIPS只有5級流水。

超流水線技術(shù)（??? ）。

A．縮短原來流水線的處理器周期 ? CPU頻率提高了

B．在每個時鐘周期內(nèi)同時并發(fā)多條指令

C．把多條能夠并行操作的指令組合成一條具有多個操作碼字段的指令

D．將基本流水線中各段合并為更大的段

3、超長指令字（VLIW：Very Long InstructionWord） 超常指令字是由美國Yale大學教授Fisher提出的。它有點類似于超級標量，是一條指令來實現(xiàn)多個操作的并行執(zhí)行，之所以放到一條指令是為了減少內(nèi)存訪問。通常一條指令多達上百位，有若干操作數(shù)，每條指令可以做不同的幾種運算。那些指令可以并行執(zhí)行是由編譯器來選擇的。通常VLIW機只有一個控制器，每個周期啟動一條長指令，長指令被分為幾個字段，每個字段控制相應的部件。由于編譯器需要考慮數(shù)據(jù)相關(guān)性，避免沖突，并且盡可能利用并行，完成指令調(diào)度，所以硬件結(jié)構(gòu)較簡單。

VLIW機器較少，可能不太容易實現(xiàn)，我們平時很少接觸VLIW機器（也許是我孤陋寡聞），我知道業(yè)界比較有名的VLIW公司之一是Transmeta，在加州硅谷Santa Clara（呵呵，我心目中硅谷圣地之一，還有San Jose，Palo Alto，都是it英雄輩出的地方）。它做的機器采用X86指令集，VLIW實現(xiàn)，具體資料可以去訪問公司的網(wǎng)站。

超長指令字技術(shù)是（??? ）。

A．縮短原來流水線的處理器周期

B．在每個時鐘周期內(nèi)同時并發(fā)多條指令

C．由編譯程序把多條能夠并行操作的指令組合成一條具有多個操作碼字段的指令

D．將基本流水線中各段分成更小的段

4、向量機（Vector Machine） 我們平時接觸的計算機都是標量機，向量機都是大型計算機，一般用于軍事工業(yè)，氣象預報，以及其他大型科學計算領(lǐng)域，這也說明了向量機都很貴。國產(chǎn)的銀河計算機就是向量機。 普通的計算機所做的計算，例如加減乘除，只能對一組數(shù)據(jù)進行操作，被稱為標量運算。向量運算一般是若干同類型標量運算的循環(huán)。向量運算通常是對多組數(shù)據(jù)成批進行同樣運算，所得結(jié)果也是一組數(shù)據(jù)。很多做科學計算的大（巨）型機都是向量機，例如國產(chǎn)銀河。這個好像我們平時不太接觸的到。

5、SIMD技術(shù) 剛剛看到網(wǎng)上一段介紹SIMD的文字，貼在這里：?? 單指令多數(shù)據(jù)（Single Instruction Multiple Data）?? 簡稱SIMD。SIMD結(jié)構(gòu)的CPU有多個執(zhí)行部件，但都在同一個指令部件的控制下。 SIMD在性能上有什么優(yōu)勢呢？以加法指令為例，單指令單數(shù)據(jù)（SISD）的CPU對加法指令譯碼后，執(zhí)行部件先訪問內(nèi)存，取得第一個操作數(shù)；之后再一次訪問內(nèi)存，取得第二個操作數(shù)；隨后才能進行求和運算。 而在SIMD型CPU中，指令譯碼后幾個執(zhí)行部件同時訪問內(nèi)存，一次性獲得所有操作數(shù)進行運算。這個特點使得SIMD特別適合于多媒體應用等數(shù)據(jù)密集型運算。AMD公司的3D NOW！技術(shù)其實質(zhì)就是SIMD，這使K6－2處理器在音頻解碼、視頻回放、3D游戲等應用中顯示出優(yōu)異性能。
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【计组】超标量、超级流水线、超长指令字区别详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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