木兮清扬-CSDN博客

原创连载：编写高效代码(14) 程序、数据访问符合Cache的时间、空间局部性

Cache正是利用了程序、数据访问时的时间局部性和空间局部性，为了使Cache的访问效率最高，程序和数据的组织，也应该要符合这两个特性。最典型的例子就是二维数组的访问，下面就是一个二维数组：二维数组如果a[i][j]在Cache中，那么a[i][j+1]就很可能也在Cache中，但是a[i+1][j]则不一定。于是代码这样写就不太好： for(j=0; j

2011-12-15 23:11:36 5424 2

原创连载：编写高效代码(13) 数据对齐访问

在32位处理器中，一个int型变量占4个byte，假设这个变量i在内存中占据2、3、4、5这4个byte的位置，如下图所示。数据非对齐存储内核在访问这个数据时，会先将从0开始的4个byte读入到寄存器A中，再将从4开始的4个byte读入到寄存器B中，再将有效的数据拼成一个int数据，放在寄存器C中，可见，这种访问效率是多么的低下啊，如果变量i存储在从0开始的4个byt

2011-12-14 22:34:48 4762

原创连载：编写高效代码(12) 优化内存访问——别让包袱拖垮了你

从理论上看，每条运算指令的执行时间都很短，大多数指令一个Cycle就能完成，很多时候还能一个Cycle执行多条指令，可是实际上，执行指令只是处理器要做的很少一部分工作，处理器还要从存储器中取指令，从存储器中将数据导入到寄存器中，等算完后，再将结果存入到存储器中。处理器运算的速度像兔子赛跑一样快，但是存储器的访问速度像乌龟走路一样慢，而且越是远离内核的存储器，访问速度越慢。

2011-12-13 21:20:19 4078

原创连载：编写高效代码(11) 尽量减少分支

我们在介绍处理器时，已经知道了，现在的处理器都是流水线结构，if和switch等语句会带来跳转，而跳转会打乱流水线的正常执行，影响程序的执行效率。下面这段代码，把奇数赋一个值，把偶数赋一个值，可以用这种方式实现： for(i=0; i<100; i++){ if(i%2 == 0) { a[i] = x; }

2011-12-09 22:39:09 3321

原创连载：编写高效代码(10) 在精度允许的条件下，将浮点数定点化

浮点指令要比定点指令慢很多，功耗也大很多，在精度要求不那么高的情况下，就可以将浮点数定点化，用定点指令来代替浮点指令，一个典型的例子就是alpha混合。《反恐精英》是很多人非常喜欢的游戏，在下面的游戏截图中，一个人扔了个烟雾弹，画面呈现出半透明的烟雾效果，随着时间的推移，烟雾逐渐散去，画面恢复到原来的状态。这种效果如果让美工来实现，那会把人累死，其实这种效果

2011-12-08 19:58:06 5163

原创连载：编写高效代码(9) 减少处理器不擅长的操作——不要逼我做我不喜欢的事情

尺有所短，寸有所长，每种处理器都有自己擅长与不擅长的操作。在与处理器配套发布的指令集手册中，都会描述每个指令的执行周期，单周期指令是处理器最喜欢的，不仅执行时间短，而且利于流水线执行。加、减、逻辑运算等，常常是单周期指令，乘、除、分支指令、浮点指令、内存存取操作等，常常需要较多的时钟周期。我们在编程时，就应该少使用执行时间长的指令。 Q：这些复杂指令都有它的用

2011-12-07 21:54:32 3486 1

原创连载：编写高效代码(8) 空间换时间——我们总是在走，却忘了停留

时间和空间的关系，是霍金这种智商的人要研究的东西，我们只需要知道，在编程时，空间是可以换时间的，时间也是可以换空间的。李开复在他的自传《世界因你不同》中描述了他小时候在美国学校里的一个故事，老师出了道题：“谁知道1/7等于多少？”小开复马上大声回答：“0.142857”，老师和同学们都惊呼开复是个天才，其实事实情况是，开复以前在台湾时就记下了这个答案。这就是一个典型的以空间（

2011-12-06 19:06:48 4468 1

原创连载：编写高效代码(7) 减少函数调用——不要老打断我

函数是结构化程序设计的产物，它使代码更加模块化，耦合性更低，重用性更高。不过，函数调用会带来额外的开销，除了引起跳转外，还会产生额外的指令。人都有这样的经验，做一件事情时，如果被人打断，重新再回来做这件事情，就需要一段恢复时间，如果老是被打断，那事情就没法做了。函数调用也是这样，要进行参数压栈出栈、寄存器保存、指令跳转等。多个步骤如果程序的性能要求较高，就可以将一些小的函数直接

2011-12-05 19:43:44 5196 1

原创《大话处理器》书友评价

China-Pub VIP 一级评论员 54yuri 不错，看了作者介绍，发现作者涉猎很广，能融汇贯通、深入浅出的讲清楚这么底层的东西确实不是一般牛人能够做到的，我最大的收获来自两个方面1）书中不仅讲解知识，还穿插了大量的历史，这点对技术的理解来说非常重要。很多时候我们只知道某某标准，却不知道这个标准背后的故事 -- 都是利益之争、用户之争。当我们明白了这些之后再去看一些技术标准，就不

2011-10-17 20:42:08 3065 1

原创《大话处理器》输出到台湾了

台湾是中国半导体最成功的省份，《大话处理器》上市不过10余日，已被台湾佳魁出版社购买繁体版权，输出到台湾了。

2011-10-08 19:27:49 3290 1

原创《大话处理器》勘误

虽然已经很仔细的检查了很多遍，不过错误还是没法避免，有的是本书内容的问题，有的是出版社后期排版，美编修改图片，以及印刷时，导致的问题，这些错误可能会影响读者的阅读，在此对读者朋友说一声对不起，后续印刷会改正过来，读者朋友如果发现了新的问题，以及写的不好的地方，或者想要增加什么内容

2011-09-29 23:18:12 3244 1

原创《大话处理器》ppt

http://ishare.iask.sina.com.cn/f/19800840.html

2011-09-24 19:55:57 4682

原创《大话处理器》销售成绩(当当新书热卖榜计算机/网络类第一名)

9.23到货------从新书榜下架，当当新书热卖榜计算机/网络类第一名当当图书畅销榜>计算机/网络>计算机体系结构近7日畅销榜第一名 china-pub 计算机计算机组织与体系结构类近7日排行第一名京东商城计算机与互联网 > 计算机理论、基础知识第2名卓越亚马逊计算机与互联

2011-09-24 19:06:08 3646

原创处理器——半导体巅峰，纵横四十年

《大话处理器》序三处理器——半导体巅峰，纵横四十年处理器，这个半导体科技的最前沿，在过去40年的信息化浪潮中充当了发动机的核心角色。它是如此高贵、而又如此普及，各国政府争相投资，普通家庭却人人拥有；它是如此流行、而又如此神秘，不只工程师

2011-09-21 21:33:20 3727 1

原创《大话处理器》连载——微架构(22) Superscalar处理器实例——Intel P4 CPU

奔4处理器是Intel的经典之作，它是采用乱序执行内核的超标量处理器。P4采用的微架构称为NetBurst，基本结构如下：奔4处理器微架构的基本结构奔4处理器微架构被分成了4大部分： • 存储子系统(Memory subs

2011-09-19 19:02:42 4620 1

原创《大话处理器》相关主题汇总

《大话处理器》网上主要购买渠道：（持续更新ing）京东商城 http://book.360buy.com/10839552.html当当网 http://product.dangdang.com/product.aspx?product_id=22489224&ref=search-1-pub#extract卓越亚马逊 http://www.amazon.cn/%E5%A

2011-09-03 11:44:22 11734 4

原创《大话处理器》序二

最近有个MM问我，她是非专业人士，也想买这本书，不知道能不能看懂？其实这本书的定位就是科普读物，面向普通大众，只是“处理器”这个名字太专业，以至于很多读者都望而却步。下面这篇序正好反映了我的写作初衷。序发明第一台计算机的科学家们在发明当初应该不会想到，

2011-08-31 23:42:45 2730

原创《大话处理器》序一与当当网预售地址

当当网预售链接序一寻宝处理器的引人入胜之旅当出版社的编辑介绍万木杨的这本书给我时，我对书名《大话处理器》是有一定担心的，其一：处理器和计算机的发展几十年来风起云涌，其间有天才的创新、看似偶然的分叉和囿于商业市场考量的成功与失败，一部技术发展史绝不比波谲

2011-08-29 21:24:57 3470 1

原创《大话处理器》连载——微架构(21) 指令并行的“绿营”和“蓝营”

程序是由一系列指令组成的，如果要节省执行的时间，最直接的方法就是将指令并行起来执行。在处理器内部通常有很多的执行单元，如加法单元、乘法单元、内存访问单元、浮点运算单元等等，每种执行单元负责一类具体的指令。在前面介绍的乱序执行内核中，每个cycle最多只发射一条指令，即使有时很多指

2011-08-29 21:16:54 3913

原创《大话处理器》连载——微架构(20) 处理器并行设计——Flynn分类

处理器就是处理一系列指令和数据的设备，因此，从指令和数据这2个维度，可以对处理器的系统结构分类。1966年，Flynn将处理器系统结构分成了如下4类：Flynn分类 SISD(single instruction single data)，一次处理一

2011-08-26 21:54:37 4419

原创《大话处理器》连载——微架构(19) 乱序执行总结

简单来说，指令在乱序执行内核中的处理过程可分为3个步骤：指令乱序执行步骤乱序执行步骤 In-order issue顺序发射，负责安排任务Out-of-order execut

2011-08-25 22:06:10 6654 4

原创《大话处理器》连载——微架构(18) 指令的顺序提交

在指令的执行过程中，通常会有中断和异常产生，例如在下面这个例子中，中断例子 XOR指令执行完后，来了一个中断，中断处理一般都是将处理器的ISA寄存器压栈，执行中断服务程序，然后再退回来执行中断后面的指令。精确中断(Precise Interrupt)

2011-08-24 23:01:30 2719

原创《大话处理器》连载——微架构(17) 指令调度

在前面乱序设置陷阱的利子中，如果没有那个聪明的士兵，乱序也就无从谈起。同样，处理器的乱序执行内核也需要一个调度器，分析指令间中的相关性，分析指令什么时候能开始执行。指令什么时候能开始执行呢？对于一条指令来说，它有操作码和操作数，操作码描述指令要

2011-08-23 21:00:02 2169

原创《大话处理器》连载——微架构(16) Buffer的作用——去耦合

在顺序执行内核中，指令依次流经各个流水线单元，不需要进行缓存，而为了要能乱序执行，首先需要一个Buffer来缓存还没有执行的指令，然后在这个Buffer中去调度指令的执行顺序。乱序执行内核的基本模型如下：乱序执行基本结构现代处理器中有大量的

2011-08-22 22:37:22 2234

原创《大话处理器》连载——微架构(15) 寄存器重命名

寄存器不能随便改名字，否则原来的数据依赖关系被打乱，会导致错误的执行结果，那么怎样才能既保留原先的数据依赖关系，又能将没有数据依赖性的指令的寄存器改名字呢？这里介绍一种在处理器中经常实现的策略：1. 将每条指令的目的寄存器映射到新的物理寄存器；2.

2011-08-21 21:56:50 5654

原创《大话处理器》连载——微架构(14) 去伪相关——让伪军投诚

什么名字前面加个伪总不太好，就像日伪军，虽然不是日本军，但是也是敌军，也需要被消灭。好在伪军很容易投诚，不像日军那样顽固，誓死效忠天皇。在指令相关中，数据相关就是日军，伪相关就是伪军，可以想办法让伪相关投诚，变成不相关。数据相关和伪相关处理器的IS

2011-08-18 22:39:29 2126 1

原创《大话处理器》连载——微架构(13) 去数据相关和控制相关

这些指令的相关性限制了指令的乱序调度与并行调度，需要去除这些相关以达到较好的指令调度。(1) 去数据相关数据相关在代码中肯定是有的，如果每条语句都没有数据相关，那么它们就不能组合起来完成一项任务。不过，数据相关虽然不能完全消除，但是可以适当减少。例如这段代

2011-08-17 20:43:52 2356

原创《大话处理器》连载——微架构(12) 指令的相关

相关是影响乱序调度的罪魁祸首，如果指令2的执行需要依赖指令1的结果，我们就说这2条指令是相关的，指令2必须在指令1后面执行，无法乱序。下图描述了指令间的相关性：指令的相关性 (1) 寄存器相关当2条语句没有共用寄存器时，它们之间是

2011-08-16 20:01:06 3166

原创《大话处理器》连载——微架构(11) 从顺序执行到乱序执行——因时制宜

话说有一日，项羽率兵来打刘邦，刘邦命士兵在城外3个路段分别设3个陷阱，刘邦给出如下的指令：攻城战偏巧那一日路段1下雨没干，没法设置陷阱，众士兵就准备在那里等待，这时一个聪明的士兵就说：“敌军不日即来攻城，与其众人在此等待，何不先将陷阱设于

2011-08-15 20:12:59 5167 2

原创《大话处理器》连载——微架构(10) 分支预测实现与条件执行

(2) 分支预测实现算法是基础，有了算法后，就可以在处理器中实现分支预测功能。Intel的分支预测模块包含了3个单元： 1. Branch Target Buffer(BTB) 2. The Sta

2011-08-14 21:19:52 5364

原创《大话处理器》连载——微架构(9) 分支预测——以古为镜，可以知兴替

高级语言中的for、if、else、switch等等，都是通过跳转来实现的。正是由于计算机指令中具有能够改变程序流向的指令，才使得程序结构灵活多样，程序功能丰富多彩。例如下面这个for循环：for循环在x86上的汇编实现在这个for循环例子中，jmp是

2011-08-11 22:21:12 4739 1

原创《大话处理器》连载——微架构(7) 流水线上的冒险——数据冒险

(2) 数据冒险流水线使原先有先后顺序的指令同时处理，当出现某些指令的组合时，可能会导致指令使用了错误的数据。看下面这个例子：寄存器访问的数据冒险 add R1,R2,R3将寄存器R2和R3的和赋给R1，add R4,R1,

2011-08-09 21:01:13 7096 1

原创《大话处理器》连载—PC机结构探秘(7)显示设备——脸面(2)

(4) 多屏多屏电脑一般的电脑只有一个屏，不过这种苹果的新概念电脑有3个屏。中间的屏幕玩游戏，左边的屏幕聊天，右边的屏幕看电影，真是绝配！ (5) 卷轴显示屏左边为伸展开的电脑，右边为卷好的电脑这种新概念电脑可以将显示屏卷

2011-08-08 19:28:02 5236 4

原创《大话处理器》连载——微架构(6) 流水线上的冒险——免不了磕磕绊绊

人生路上总是磕磕绊绊，流水线也一样。流水线中每个节拍硬件被充分利用，这只存在于理想的乌托邦中，现实总会出现这样或那样的问题，让原本顺畅的流水线出现停顿，断断续续。这些导致流水线出现停顿的因素称为流水线冒险(Hazard)。下面我们就来看看哪些情况会导致流水线停顿，以及怎样解决这些

2011-08-08 19:16:07 3407 1

原创《大话处理器》连载——微架构(5) DSP更深的流水线

不同的处理器会有不同的流水线划分。在TI C6000 DSP中，所有指令的执行都可分为Fetch(取指)、Decode(译码)、Execute (执行)3个大的步骤，每个大的步骤又可以细分为一些小的步骤： C6000流水线节拍 DSP流水线描述

2011-08-07 22:35:48 4123

原创《大话处理器》连载——微架构(4) 史上最经典的5级流水线

处理器内部有很多通用寄存器，这些寄存器用来存储指令的操作数，它对程序员可见，如x86有8个通用寄存器，RISC处理器则更多，常有32个或64个等等。这一堆寄存器也被叫做Register file(寄存器堆)。在流水线设计中，为了确保不同流水线节拍不会相互影响，

2011-08-04 23:02:53 11905 1

原创《大话处理器》连载——微架构(3) 从子弹射击到指令执行

子弹的射击过程，可以被分成3个步骤：上膛、瞄准、射击。指令的执行过程，其实也可以划分为类似的3个步骤：取指、译码、执行。指令的执行过程和射击过程的类比指令存储在内存中，要被加载到内核中，这个过程就是取指。指令是经过一定格式编码的，

2011-08-04 22:49:45 2958

原创《大话处理器》连载——微架构(2) 顺溜流水线的深入分析

在上一节中，顺溜已经告诉了我们流水线的基本概念，顺溜将整个射击过程分成了2个步骤(术语称之为节拍)，两个步骤可以并行起来执行，只是时间上进行了些许的错位，这就是流水线的本质。这条流水线被划分成了2个节拍，也就是2级流水线，于是我们引出了流水线的第一个问题：流水

2011-08-04 22:41:13 2875

原创《大话处理器》连载——微架构(1) 顺溜的2级流水线

2009年央视有部热播大剧：《我的兄弟叫顺溜》。剧中顺溜是一个神枪手，里面有一个场景，当鬼子来袭击部队时，顺溜向团长建议，给自己配2个人装弹，自己专门负责打枪。《我的兄弟叫顺溜》剧照从直观的思维来看，有人帮顺溜装弹，则顺溜有更多的时间来射杀

2011-08-03 22:46:22 2759

原创《大话处理器》连载—PC机结构探秘(6)显示设备——脸面(1)

女生们常说男人是视觉动物，并对此表示不满，不过大家看《非诚勿扰》时就会发现，当男嘉宾容貌一般时，女生们的问题通常比较犀利，说话的语气也不那么注意，而要是有一个很帅的男嘉宾出现时，女生们则都改作温柔状，说话的语气、提出的问题都要柔弱很多，以免引起不好的印象。从上

2011-08-01 20:10:48 2026

科普读物《大话处理器》图文目录

空空如也