指令周期

指令周期

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指令周期(Instruction cycle),又称提取-执行周期(fetch-and-execute cycle)是指CPU要执行一条机器指令经过的步骤,由若干机器周期组成。

不同的机器分解指令周期的方式也不同,有的处理器对每条指令分解出相同数量的机器周期(即使某些简单的指令可以在更少的机器周期内完成),另一些处理器根据指令的复杂程度分解出不同数量的机器周期

取得指令:CPU内有程序计数器(PC),它储存下一个要执行的指令的地址。处理器按PC储存的地址,经主记忆体取得指令的内容,PC加1,经数据总线将指令存入指令寄存器(IR)。

解码指令:将指令寄存器(IR)内的指令译成机器语言。

执行指令

储存结果

一共是4步

前两步称为提取周期,后两步为执行周期。

查论编处理器技术模型顺序模型

图灵机

通用

波斯特-图灵机

量子

传动带机器(英语:Belt machine)

堆叠结构机器

有限状态机

具数据通路(英语:Finite state machine with datapath)

分层(英语:Hierarchical state machine)

队列(英语:Queue automaton)

寄存器机

计数器

指针(英语:Pointer machine)

随机存取机

随机存取储存程式机

函数式模型

递归函数

Λ演算

组合子逻辑

细胞自动机

架构

微架构

冯·诺伊曼结构

哈佛架构

修正哈佛架构(英语:Modified Harvard architecture)

资料流架构(英语:Dataflow architecture)

传输触发

元胞(英语:Cellular architecture)

字节序

异构(英语:Heterogeneous System Architecture)

Fabric(英语:Fabric computing)

多元处理

认知计算

神经形态(英语:Neuromorphic engineering)

内存访问

非均匀访存模型(NUMA)

均匀访存模型(UMA)

载入/存储(英语:Load/store architecture)

寄存器/存储器(英语:Register memory architecture)

缓存层级(英语:Cache hierarchy)

缓存层级(英语:Cache hierarchy)

记忆体阶层

虚拟内存

第二级存储器

指令集架构类型

复杂指令集(CISC)

精简指令集(RISC)

专用指令集处理器

显式数据图像并行(英语:Explicit_data_graph_execution)(EDGE)

TRIPS(英语:TRIPS architecture)

超长指令集(VLIW)

显式并行指令运算(EPIC)

最小指令集(英语:Minimal_instruction_set_computer)(MISC)

单一指令集(OISC)

无指令集(英语:No instruction set computing)(NISC)

零指令集(ZISC)

比较(英语:Comparison of CPU architectures)

指令集

x86

ARM

MIPS

LoongArch

PowerPC

SPARC

IA-64

Unicore(英语:Unicore)

MicroBlaze(英语:MicroBlaze)

RISC-V

LMC(英语:Little man computer)

其他(英语:List of instruction sets)

执行指令流水线

流水线停顿

操作数转发(英语:Operand forwarding)

经典 RISC 流水线(英语:Classic RISC pipeline)

危障

数据依赖

数据危障

结构危障

控制危障

伪共享

乱序执行

托马苏洛算法

保留站

重排序缓冲区

寄存器重命名

推测执行

分支预测

存储相关性预测(英语:Memory dependence prediction)

并行计算并行层次

位级并行

位序列(英语:Bit-serial architecture)

指令级并行

流水线

标量

超标量

任务并行

线程

进程

数据并行

向量

记忆体

分布式

执行绪

多执行绪

同时多线程

超执行绪

超执行绪

超级线程(英语:Super-threading)

预测多线程(英语:Speculative multithreading)

抢占式

协作式

费林分类法

单指令流单数据流(SISD)

单指令流多数据流(SIMD)

寄存器内(英语:SIMD within a register)

单指令多线程(英语:Single instruction, multiple threads)(SIMT)

多指令流单数据流(MISD)

多指令流多数据流(MIMD)

单程序多数据(英语:SPMD)

电脑性能

晶体管数量

每周期指令(IPC)

每指令周期(CPI)

每秒指令(IPS)

每秒浮点运算次数(FLOPS)

每秒事务处理量 (TPS)

效能功耗比(PPW)

类别(维基数据:Q124996351)

中央处理器(CPU)

图形处理器(GPU)

图形处理器通用计算(GPGPU)

向量处理器

桶状(英语:Barrel processor)

串流处理

辅助处理器

特殊应用集成电路(ASIC)

现场可编程逻辑门阵列(FPGA)

复杂可编程化逻辑装置(CPLD)

多芯片模组(MCM)

封装体系(SiP)

按应用

微处理器

单片机(MCU)

移动处理器(英语:Mobile processor)

笔记本电脑处理器(英语:Notebook processor)

超低电压(英语:Ultra-low-voltage processor)

专用指令集处理器(ASIP)

片上系统

片上系统(SoC)

多处理器片上系统(英语:Multi-processor system-on-chip)(MPSoC)

可编程片上系统(PSoC)

片上网络(英语:Network on a chip)(NoC)

硬件加速

人工智能加速器

视觉处理单元(VPU)

物理处理器(PPU)

数字信号处理器(DSP)

张量处理器(TPU)

安全加密协处理器

网络处理器

基频处理器

字长

1位

4位元

8位元

12位元

15位

16位元

24位元(英语:24-bit computing)

32位元

48位元(英语:48-bit computing)

64位元

128位元

256位

位元分割(英语:bit slicing)

其他

可变字长

核心数量

单核

多核

众核(英语:Manycore processor)

异构

组件

核心

缓存

CPU缓存

置换机制

一致性

总线

时钟频率

定时器讯号

先进先出算法(FIFO)

功能单元

算术逻辑单元(ALU)

地址生成单元(AGU)

浮点运算器(FPU)

内存管理单元(MMU)

载入-存储单元(英语:Load–store unit)

转译后备缓冲区(TLB)

内存控制器(IMC)

逻辑门

组合逻辑电路

时序逻辑电路

Glue(英语:Glue logic)

逻辑门

量子闸

逻辑门阵列(英语:Gate array)

寄存器

寄存器

状态寄存器(英语:Status register)

栈寄存器(英语:Stack register)

寄存器堆

记忆体缓冲区

程式计数器

总线

位址总线

控制总线

后端总线

控制单元

指令单元(英语:Instruction unit)

缓冲器

写入缓冲区(英语:Write buffer)

微程序ROM

计数器

数据通路

数据选择器

数据分配器

加法器

乘法器

CPU倍频器

译码器

地址解码器(英语:Address decoder)

加和寻址解码器(英语:Sum addressed decoder)

桶式移位器

电路

集成电路

3D

混合讯号

电源管理

布尔(英语:Boolean circuit)

数字

模拟

量子

开关

电源管理

电源管理单元(英语:Power Management Unit)(PMU)

高级电源管理

高级配置与电源接口(ACPI)

动态时钟频率调整

动态电压调节

时钟门控

效能功耗比(PPW)

空闲竞争(英语:Race to sleep)

相关内容

通用CPU历史(英语:History of general-purpose CPUs)

微处理器年代表(英语:Microprocessor chronology)

处理器设计

数字电路

硬件安全模块

半导体制造

Tick-Tock

推测执行漏洞集合

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