什麼是奔騰Pro?


奔騰Pro是英特爾x86系列處理器的旗艦產品。奔騰Pro處理器採用動態實現微架構,例如特定的一組多分支預測、資料流分析和推測性實現。奔騰Pro處理器採用解耦的12階段超流水線實現,以犧牲每個流水線階段的工作量來換取更多的階段。

奔騰Pro處理器的流水線時間比奔騰處理器減少了33%,這有助於在任何給定程序上獲得更高的時鐘頻率。奔騰Pro處理器使用的方法消除了傳統“取指”和“執行”階段之間線性指令順序的限制,並利用指令池打開了較大的指令視窗。

這種方法使奔騰Pro處理器的“執行”階段能夠更好地感知程式的指令流,從而可以進行更多的排程。

它需要奔騰Pro處理器的指令“取指/解碼”階段在預測程式流程方面更加智慧。最佳化的排程需要透過解耦的“排程/執行”和“退休”階段來恢復基本的“執行”階段。這使得指令可以按任何順序啟動,但始終按初始程式順序完成。

奔騰Pro的特點

奔騰Pro的主要特點如下:

  • 它是一個具有RISC核心的超標量CISC處理器。

  • 它每週期最多發出三個RISC操作,並每週期最多排程五個RISC操作。

  • 它有一個統一的中央預留站,包含20個條目,同時用於所有型別的指令,例如FX和FP指令等。

  • 使用重排序緩衝區保留嚴格的順序一致性。

  • 重新命名在重排序緩衝區中實現。

奔騰Pro具有至少14個階段的極長流水線(用於FX指令)。與其他超標量CISC處理器一樣,奔騰Pro首先將取出的CISC指令內部轉換為RISC指令(稱為uops)。隨後,超標量RISC核心執行uops。最後,處理器的後端確保執行的邏輯一致性。

指令以128位塊的形式從I快取取到I緩衝區。由於CISC指令的指令長度可變特性,從I緩衝區取出的指令必須首先對齊。

然後,每個週期最多解碼三個CISC指令並將其轉換為RISC指令。轉換由兩個簡單的解碼器(D1和D2)、一個通用解碼器(D3)和一個微指令排序器(MIS)進行。

兩個簡單的解碼器只能接受轉換為單個uop的指令。更復雜的指令最多轉換為四個uops,由通用解碼器(D3)轉換,而產生四個以上uops的指令則由MIS轉換。

更新於:2021年7月23日

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