浮点运算流水线 提高并行性的两个渠道: 空间并行性:多个独立的操作部件,并且使这些部件并行工作 时间并行性:改善操作流程 如流水线技术 流水技术原理? 实现: 把一个任务分解为几个有联系的子任务。 每个子任务由一个专门的功能部件实现 注意: 在流水线中的每个功能部件之后都要有一个缓冲寄存器,或称为锁存器 流水线中各段的时间应该尽量相等,否则
我们将任务分割成 K 级流水线,假设总共需要完成 n 个任务,那么可以得出使用流水线的方式完成所有的任务需要的时间为 k + (n - 1)个周期,而使用非流水线串行的方式则需要 k * n 个周期 我们将上述两式相除,即可得到加速比 C = t(非流水) / t(流水) = n * k / k + (n - 1) = k (n >> ...
浮点数乘除法 操作流程图: 浮点数运算流水线 提高并行性的两个渠道 ①空间并行性——增加冗余部件,如增加多操作部件处理机和超标量处理机 ②空间并行性——改善操作流程,如流水线技术 流水技术原理 将任务分割成若干子任务,使各个子任务在流水线各个阶段并发执行(划分过程是决定流水线功能的重要依据) 流水线需要...
1. 提高计算速度:通过将多个计算任务分解并以流水线的形式串行执行,可以从多个流水线阶段中同时得到不同的计算结果,极大地提高了计算的速度。 2. 提高计算精度:浮点运算流水线能够对浮点数的每个计算步骤进行精确控制,对每个运算结果进行有效的处理,并尽可能地减少误差,从而提高了计算的精度。 3. 支持...
1. 高性能计算领域:用于气候建模、粒子物理仿真等需万亿次浮点运算的场景 2. 多媒体处理:支撑4K视频实时编码、语音识别等时序敏感型任务 3. 搜索引擎优化:加速网页索引构建与查询响应,提升服务吞吐量 三、现存技术挑战与发展路径 1. 同步开销问题:...
在浮点加法器三级运算流水线中其时钟周期至少为90 ns。如果采用同样的逻辑电路而且是非流水线方式则浮点加法所需的时间是(60+90+70)ns=220 ns。故三级流水的浮点加法器的加速比约为220/90≈2.4。在浮点加法器三级运算流水线中,其时钟周期至少为90ns。如果采用同样的逻辑电路,而且是非流水线方式,则浮点加法所需的...
FPGA对图像进行实时流水线运算是以行为单位的。FPGA可以直接和图像传感器芯片连接获得图像数据流,如果是RAW格式的则还可以进行插值以获得RGB图像数据。FPGA能进行实时流水线处理的关键是它可以用其内部的BlockRam缓存若干行的图像数据。这个Block Ram可以说是类似于CPU里面的Cache,但Cache不是你能完全控制的,但Block Ram...
插入流水线操作如下图：对乘法器插入流水线如下图所示：插入流水线前的纯组合逻辑乘法器电路：在组合...
2.6.3浮点运算流水线 1.流水线原理计算机的流水处理过程同工厂中的流水装配线 类似。为了实现流水,首先必须把输入的任务分割为一系列的 子任务,使各子任务能在流水线的各个阶段并发地执行。将任 务连续不断地输入流水线,从而实现了子任务的并行。因此流 ...
浮点运算流水线的时钟周期 浮点表示的机器数 浮点数的数据表示 浮点数的数据表示浮点数N可以用如下方式表示 N=m×rm^e 在浮点数据表示方式中有6个参数: 尾数的值m;阶码的值e;尾数的基rm;阶码的基re;尾数长度p;阶码长度q。 浮点数在数据存储单元中的存放方式如图所示。