簡介
具有標量數據表示和標量指令系統的處理機稱為標量處理機提高指令執行速度的主要途徑
提高處理機的工作主頻採用更好的算法和設計更好的功能部件
採用指令級並行技術
三種指令級並行處理機
流水線（pipelining ）處理機超標量（Superscalar）處理機
超長指令字(VLIW：Very Long Instruction Word)處理機
四個基本技術
先行控制技術流水線技術
相關性分析技術
動態調度技術
先行控制
先行控制(Lookahead)技術最早在IBM公司的STRETCH機器中採用。目前，許多處理機中都已經採用了先行控制技術先行控制技術的關鍵是緩衝技術和預處理技術
緩衝技術是在工作速度不固定的兩個功能部件之間設定緩衝棧，用以平滑它們的工作
在採用了緩衝技術和預處理技術之後，運算器能夠專心於數據的運算，從而大幅度提高程式的執行速度
流水線技術
簡單流水線
流水線的每一個階段稱為流水步、流水步驟、流水段、流水線階段、流水功能段、功能段、流水級、流水節拍等在每一個流水段的末尾或開頭必須設定一個暫存器，稱為流水暫存器、流水鎖存器、流水閘門暫存器等流水鎖存器會增加每條指令的執行時間，但採用流水線之後整個程式的執行時間會縮短
為了簡化，在一般流水線中不畫出流水鎖存器。
流水線的主要特點
只有連續提供同類任務才能充分發揮流水線的效率對於指令流水線：要儘量減少因條件分支造成的“斷流”
對於操作部件：主要通過編譯技術，儘量提供連續的相同類型的操作。
在流水線的每一個流水線段中都要設定一個流水鎖存器。
時間開銷：流水線的執行時間加長，
是流水線中需要增加的主要硬體之一。
各流水段的時間應儘量相等
流水線處理機的基本時鐘周期等於時間最長的流水段的時間長度
流水線需要有“裝入時間”和“排空時間”
單功能流水線與多功能流水線
單功能流水線：只能完成一種固定功能的流水線Cray-1計算機種有12條
YH-1計算機有18條
Pentium有一條5段的定點和一條8段的浮點流水線
PentiumⅢ有兩條定點指令流水線，一條浮點指令流水線。
多功能流水線：流水線的各段通過不同的連線實現不同的功能
Texas公司的ASC計算機中的8段流水線，能夠實現：
定點加減法、定點乘法
浮點加法、浮點乘法
邏輯運算、移位操作
數據轉換、向量運算等
超標量處理機
基本結構:多個操作部件.如:一個或多個通用暫存器堆;兩個Cache;三種處理部件:定點處理單元,浮點處理單元,圖形處理單元.它的典型結構是有多個操作部件，一個或幾個比較大的通用暫存器堆，一個或兩個高速Cache。先進的超標量處理機一般都包含有三個處理單元，一個是定點處理單元，通常稱為中央處理單元（CPU），它由一個或多個整數處理部件組成；第二個是浮點處理單元（FPU），它由浮點加減法部件和浮點乘除法部件等組成；第三個是圖形加速部件，也稱為圖形處理單元（GPU），這是現代處理機中不可缺少的一個部分。先進的超標量處理機通常都設定有大量的通用暫存器。在有的超標量處理機中，CPU和FPU分別使用兩個通用暫存器堆
