一、H7 的特點

首先看看 M7 內核的 GD32H7都具備哪些不一樣的功能，以下只是我個人關注的點：

主頻高，GD32H7系列MCU采用基于Armv7E-M架構，主頻高達600MHz。

6 級流水線，并且是超標量的，并且支持分支預測。

內置了高級DSP硬件加速器和雙精度浮點單元（FPU），以及硬件三角函數加速器（TMU）和濾波算法加速器（FAC）。

內置了TFT LCD液晶驅動器和圖形處理加速器IPA （Image Processing Accelerator），支持2D圖像疊加、旋轉、縮放及多種顏色格式轉換等功能。

主頻越來越高自然不必說了，后面兩個內置硬件過兩天在學習。

今兒先學習下 M7 內核的功勞，也就是這里的分支預測和超標量流水線。

二、什么是超標量流水線

超標量流水線（Superscalar Pipeline）是一種計算機處理器架構，它可以同時執行多條指令，從而提高指令執行的效率。這種架構允許處理器在一個時鐘周期內執行多個指令，而不是像傳統的標量流水線那樣每個時鐘周期執行一條指令。

先看傳統的流水線架構：

在傳統的標量流水線架構中，我們如果想讓 CPU 執行一條機器指令，要經歷：取址（IF）→ 譯碼（ID）→ 執行（EX）→ 訪問內存（MEM）→寫回內存（WB）等五個步驟，那么在系統時鐘的驅動下，如果串行處理，那么執行一條指令至少要 5 個時鐘周期。

CPU 在執行每一個單一步驟的時候，并不一定會用到所有的硬件，也就是說五個步驟其實存在一定的獨立性，那么我們可以增加一些硬件讓 CPU在一個時鐘觸發下做兩件以上的事情。

這么一來，我們就可以讓多條指令的執行看起來并行執行，其實就是為每條指令的執行提前做一些準備工作，從結果看，我們幾乎可以做到每個時鐘周期執行一條指令了。

以上就是標量的流水線，就是讓 指令執行進行一定的硬件分工，然后在一個時鐘觸發下，不同的硬件可以同時做一些不同的事情，從而保證每個時鐘周期內都有一個產出—— 執行完一條完整的指令。

OK，如果我想給讓CPU 提高點人效，讓它一個機器時鐘內完成多個指令的執行該怎么辦呢？

加人唄，一個崗位上放倆人，甚至更多

當然人多了，容易亂套，這里是因為每個指令本質是上串行的，前后有依賴，所以不能一味的增加人力，結果肯定是流水線上打起來。

上圖中，我們在每一個流水階段增加了一個人力，整個系統看起來瞬間效率提高了一倍。

以上就是超標量流水線的描述，下面我們看看，如何在 程序設計上利用這個超標量的流水線。