計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)量化研究方法有以下幾種:函數(shù)度量法:根據(jù)體系結(jié)構(gòu)的組件、實(shí)現(xiàn)的功能以及組件之間的關(guān)聯(lián),把體系結(jié)構(gòu)分解成一系列的函數(shù)單位,通過定量評估其間的鏈接以及關(guān)聯(lián)來度量特定的體系結(jié)構(gòu)性能和有效性等。
網(wǎng)絡(luò)流模型:根據(jù)體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的工作流程關(guān)系,把體系結(jié)構(gòu)看作一個網(wǎng)絡(luò),將各個網(wǎng)絡(luò)關(guān)系轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)流模型的計(jì)算過程,使用網(wǎng)絡(luò)分析對體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量研究。硬件/軟件協(xié)同分析法:根據(jù)硬件和軟件實(shí)現(xiàn)的功能關(guān)系、同步結(jié)構(gòu)特征,使用相應(yīng)協(xié)同分析算法,分析硬件和軟件之間實(shí)現(xiàn)功能的協(xié)同性能并進(jìn)行定量研究。指令集設(shè)計(jì):指令集體系結(jié)構(gòu)(ISA),指代程序員可以看到的實(shí)際指令集,作用相當(dāng)于區(qū)分軟件和硬件的界限。 后面會以80x86,ARM以及RISC-V為例子,從7個方面介紹ISA。功能組織:從功能的角度來考慮體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),將體系結(jié)構(gòu)劃分為若干個功能單元,每個功能單元負(fù)責(zé)完成特定的計(jì)算任務(wù)。邏輯設(shè)計(jì):根據(jù)處理器的功能需求和指令集的特點(diǎn),設(shè)計(jì)相應(yīng)的邏輯結(jié)構(gòu),包括寄存器、加載器、控制單元等。實(shí)現(xiàn)方式:指令集的實(shí)現(xiàn)方式,包括寄存器、存儲器、單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)等。