计算机组成原理》学习笔记 - 指令管道 - II.管道分类

1、按流水线使用级别分类

• 根据流水线使用级别分类，可分为部件功能级流水线、处理机级流水线和处理机间流水线。
  1）部件功能级流水线，指将复杂的算术逻辑运算组成流水线工作方式，例如将浮点加法操作分成求阶差、对阶、尾数相加及结果规格化等四个子过程。
  2）处理机级流水线，指把一条指令解释过程分为多个子过程。
  3）处理机间流水线，是一种宏流水，其中每个处理机完成某一专门任务，各个处理机得到的结果存放在与下一个处理机共享的存储器中。

2、按完成的功能分类

• 按照可以完成的功能分类，可分为单功能流水线和多功能流水线；前者是指只能实现一种固定的专门功能的流水线；后者是指通过各阶段间的不同连接方式可以同时或不同时地完成多种功能的流水线。

3、按连接方式分类

• 按照同一时间内各段之间的连接方式分为静态流水线和动态流水线；前者指同一时间内，流水线的各段只能按同一种功能的连接方式工作；后者指同一时间内，流水线的各段可以进行不同的运算，这样可以提高流水线的效率，但是使流水线控制变得复杂。

4、根据有无反馈信号分类

• 按流水线的各个功能段之间是否有反馈信号，分为线性流水线和非线性流水线；前者，从输入到输出，每个功能段只允许经过一次，不存在反馈回路；后者存在反馈回路，从输入到输出，某些功能段将数次通过流水线，这种流水线适合进行线性递归运算。
• 流水线的每个子过程由专门的功能段实现，各功能段所需的时间应尽量相等；否则，时间长的功能段将成为流水线的瓶颈。