决定 CPU 周期时间的因素

Question

我想了解 CPU 周期时间和流水线深度之间是否存在关系。我一直认为CPU周期时间完全由CPU频率决定（与频率相反）。然而，This video 提到，随着流水线阶段数量的增加，可以减少周期时间，因为每个周期我们每个阶段的工作量都会减少。那么实际上决定 CPU 周期时间的是什么：频率还是流水线中的阶段数？或者我们可以说管道深度会影响频率吗？

Answer 1

周期时间的字面意思是频率的倒数。这只是基本物理学：f = 1/t 其中t 是周期。 https://en.wikipedia.org/wiki/Frequency#Period_versus_frequency。频率的维度为1/seconds。

说您可以通过延长管道来缩短周期时间，这只是说明与提高频率相同的事情的另一种方式。

（是的，将一个阶段分成两部分意味着您有两条较短的关键路径，而不是一条长的关键路径，必须在一个周期结束之前准备好才能锁定下一阶段，从而消除了周期的上限时间。对于给定的门延迟传播时间，您只能将一定数量的布尔运算放入一个时钟周期，并且每个阶段都必须及时准备好其输出。）

另见Modern Microprocessors A 90-Minute Guide!