“存储墙”问题指的是处理器处理数据的速度远大于访问内存的速度,使得处理器与内存之间巨大的速度差。渗透延迟容忍机制为缓和“存储墙”问题提供了新思路,初步研究结果表明其对处理器内数据传输性能有良好的改进。然而现有的基于渗透延迟容忍和渗透技术的研究还存在不足:研究角度大多站在软件层面;手动控制线程和数据渗透的研究方法,不能反映处理器主动获取数据的特性。由此,亟需深入研究计算机体系结构,形成实现处理器自动迁移数据的一般方法。为改进此前关于渗透延迟容忍的问题,本文在分析及时局部性、渗透数据、渗透思想的基础上,提出渗透流水线技术作为实现片上数据迁移的方法。主要工作如下。(1)提出渗透流水线技术。计算机流水线技术是指令级并行的一个方面,可以提高处理器性能。本文提出一种渗透流水线技术,使用该技术可以实现处理器主动迁移片上数据,并将其分布在片上合适的存储空间中。(2)提出渗透寄存器。渗透寄存器的使用,扩展了片上存储层次。寄存器是计算机系统中最快的存储器件,本文将寄存器纳入片上渗透存储层次,我们称之为渗透寄存器。渗透寄存器用来承接流水线迁移的数据并传递给CPU。本文设计并实现了仿真工具。在仿真工具上进行仿真实验证明了使用渗透流水线和渗透寄存器方法迁移片上数据的有效性。