指令周期,机器周期,时钟周期与存储周期的关系

指令周期,机器周期,时钟周期与存储周期的关系如上不是很理解存储周期看的书里说是存储两次独立的存储操作所需的最小间隔时间,这里1.这个周期大小是固定的吗,一次存储的数据量是... 指令周期,机器周期,时钟周期与存储周期的关系如上 不是很理解存储周期 看的书里说是存储两次独立的存储操作所需的最小间隔时间,这里
1.这个周期大小是固定的吗,一次存储的数据量是固定的吗
2.它和各类机器周期的关系是什么,谁包括谁
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xiaobotalk
2021-12-14
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首先周期的单位是时间 s ms ns,倒数是频率。针对上图,说明几点:

1:本图以 MIPS 汇编为例。

2:一个机器周期具体是几个时钟周期,要看CPU流水线的设计,但至少是一个,时钟周期是最小的单位,时钟周期的倒数为 CPU 的频率,比如 3GHz,意思就是 3*10^9 个时钟周期 / s。

3:一条指令一般=一条汇编,但在CPU维度上,指令仍然不是最小的执行单位(x86中还有微指令),如上图,一条加法指令需要5个流水线指令:取指,译码,执行ALU,访存,回写寄存器。虽然不一定每个环节都用到,但为了实现流水线作业,所以都得执行。

4:同样为了实现流水线方便,每条流水线指令(取指、译码...) 会在一个机器周期内完成。且在单周期流水线的设计中机器周期长度都都相等,一般会让机器周期=存储周期 (时间长度上相等,概念不一样)原因是流水线指令中,访存指令(读内存或者写内存)最耗时。

5:存储周期的简单解释,两次内存的读或者写之间的最短时间间隔,之所以这样定义,是因为内存(一般为DRAM) 的读操作,属于破坏性读出,读完每个存储单元,数据会暂时丢失,需要花时间刷新存储单元来恢复数据。所以可粗略的认为存储周期=读取时间+恢复时间。之所以粗略,是因为,读取数据的时间,还和总线传输时间有关。。。所以用两次访存的时间间隔定义,最为简单和精确。

意法半导体(中国)投资有限公司
2023-06-12 广告
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  1. 周期:取决于"晶振频率",固定。但是因为工艺的关系,每个单元之间会有一定范围内的异同,"超频"就是这个道理,说到底还是"工艺";数据量:一次存取的最大二进制数据量肯定固定。因为引脚数目肯定是固定的。

  2. 参考百度百科"机器周期":指令周期(Instruction Cycle):取出并执行一条指令的时间。总线周期(BUS Cycle):也就是一个访存储器或I/O端口操作所用的时间。时钟周期(Clock Cycle):处理操作的最基本单位,晶振频率的倒数。指令周期、总线周期和时钟周期之间的关系:一个指令周期由若干个总线周期组成,而一个总线周期时间又包含有若干个时钟周期。一个总线周期包含一个(只有取址周期)或多个机器周期。

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