数据通路:一条指令的旅程
从一个在稳定之前答案都是错的加法器出发,依次发现:把答案复制进寄存器的时钟滴答、只是 32 个比特的指令、穿过模块之城的五拍旅程、循环运行的程序、重叠的流水线,以及拉远回到晶圆。
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晶圆晶粒模块布线晶体管鳍原子
等待答案的那一拍
在上一章的加法器里,进位的波传到之前,答案一直是错的。所以 CPU 会在逻辑电路之后放上寄存器——一排排存放数字的盒子——只在时钟滴答的那一瞬间把答案复制进去。两次滴答之间,逻辑电路逐渐稳定,只有稳定下来的答案才会被传递出去。把时钟调快,计算就变快;可一旦太快,滴答就会赶在波到达之前到来。
把时钟调快,找出复制进寄存器的数值开始出错的那个速度。
- 一拍的长度
- 1.00 ns
- 一拍内光能走多远
- 30.0 cm
- 复制进寄存器的 127 + 1
- 128
- 在答案稳定后复制
以此模型中最慢的路径计算,上限是 4.0 GHz
