瞭解計算機體系結構（4）

RISC中採用的流水技術
1.超流水線技術
通過細化流水、增加級數和提高主頻，使得在每個機器週期內能完成一個甚至兩個浮點操作。其實質是以時間換空間，特徵是在所有的功能單元都採用流水，並有更高的時脈頻率和更深的流水深度。

2.超標量技術。
通過內裝多條流水線來同時執行多個處理，其時脈頻率雖然與一般的流水接近，卻有更小的CPI(每個指令需要的機器週期數)。其實質是以空間換時間。

3.超長指令字。
同時執行多條指令，充分發揮軟體作用，而使硬體簡化，效能提高。VLIW有更小的CPI，但需要有足夠高的時脈頻率。

吞吐率和流水建立時間
1.吞吐率
指單位時間內流水線處理機流出的結果數。對指令而言，就是單位時間內執行的指令數。如果流水線的子過程所用時間不一樣，則吞吐率p應為最長子過程的倒數。

2.流水建立時間
流水線開始工作，需經過一定時間才能達到最大吞吐率，這就是建立時間。
若m個子過程所用時間一樣，均為t，則建立時間T=mt。

陣列處理機、並行處理機和多處理機

並行性包括同時性和併發性。
同時性是指兩個或兩個以上的事件同一時刻發生。
併發性是指兩個或兩個以上的事件在同一時間間隔內連續發生。

從計算機資訊處理的步驟和階段的角度，並行處理可分為以下幾類:
1.儲存器操作並行。
2.處理器操作步驟並行(流水線處理機)
3.處理器操作並行(陣列處理機)
4.指令、任務、作業並行(多處理機、分散式處理系統、計算機網路)

1.陣列處理機
將重複設定的多個處理單元%(PU)按一定方式連成陣列，在單個控制部件(CU)控制下，對分配給自己的資料進行處理，並行地完成一條指令所規定的操作。這是一種單指令多資料流計算機，通過資源重複實現並行性。

2.並行處理機
有SIMD和MIMD兩種典型的平行計算機。SIMD有共享儲存器和分散式儲存器兩種形式如下圖:



3.多處理機
由多臺處理機組成的系統，每臺處理機有屬於自己的控制部件，可以執行獨立程式，共享一個主儲存器和所有外部裝置。它是多指令多資料流計算機。其機間的互連技術決定了多處理機的效能。

4.其他計算機
叢集一般是指連線在一起的兩個或多個計算機。叢集計算機是並行或分散式處理系統，有很多連線在一起的獨立計算機組成，像單整合的計算機資源一樣協同工作，主要用來解決大型計算機問題。