資料路徑間的區別

資料路徑

CPU有兩個部分：資料部分和控制部分。資料部分也稱為資料路徑。暫存器、ALU和互連匯流排共同構成資料路徑。資料路徑有三種類型

  • 單週期

  • 多週期

  • 流水線

以下是單週期、多週期和流水線資料路徑之間的一些重要區別。

序號關鍵點單週期多週期流水線
1週期單週期CPI（每條指令的時鐘週期數）為1。多週期CPI是可變的。流水線CPI是固定的。
2指令劃分在單週期中，指令不會按CPI劃分。在多週期中，一條指令可以任意劃分成多個步驟。在流水線中，一條指令每個流水線階段劃分一步。
3指令劃分在單週期中，一次執行一條指令。在多週期中，一次也只執行一條指令。在流水線中，可以同時執行多條指令。
4額外暫存器在單週期中，不需要額外暫存器。在多週期中，需要額外暫存器。在流水線中，也需要額外暫存器。
5時鐘週期時間在單週期中，時鐘週期時間較長。在多週期中，時鐘週期時間較短。在流水線中，時鐘週期時間也較短。
6時鐘週期重疊在單週期中，時鐘週期重疊不可能。在多週期中，不存在時鐘週期重疊。在流水線中，發生時鐘週期重疊。

更新於：2020年5月16日

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