3.3 流水线相关冲突及解决办法_v3.0.pdf

计算机体系结构 3 流水线技术 张伟 计算机学院 © 北京信息科技大学1 计算机体系结构 3.4 流水线的相关  相关：两条指令之间存在某种依赖关系。 如果两条指令相关，则它们就有可能不 能在流水线中重叠执行或者只能部分重叠 执行。  相关有3种类型  数据相关（也称真数据相关）  名相关  控制相关 北京信息科技大学 计算机体系结构 3.4 流水线的相关  数据相关  对于两条指令i （在前，下同）和j （在后，下同），如 果下述条件之一成立，则称指令j与指令i数据相关。  指令j使用指令i产生的结果；  指令j与指令k数据相关，而指令k又与指令i数据相关。  数据相关具有传递性。 数据相关反映了数据的流动关系，即如何从其产生者流 动到其消费者。 北京信息科技大学 计算机体系结构 3.4 流水线的相关 例如：下面这一段代码存在数据相关。 Loop： L.D F0，0 （R1） // F0为数组元素 ADD.D F4，F0，F2 // 加上F2中的值 S.D F4，0 （R1） // 保存结果 DADDIU R1，R1，－8 // 数组指针递减8个字节 BNE R1，R2，Loop // 如果R1≠R2，则分支 北京信息科技大学 计算机体系结构 3.4 流水线的相关  当数据的流动是经过寄存器时，相关的检测比较 直观和容易。  当数据的流动是经过存储器时，检测比较复杂。  相同形式的地址其有效地址未必相同。  形式不同的地址其有效地址却可能相同。 2. 名相关  名：指令所访问的寄存器或存储器单元的名称。  如果两条指令使用相同的名，但是它们之间并没有 数据流动，则称这两条指令存在名相关。 北京信息科技大学 计算机体系结构 3.4 流水线的相关  指令j 与指令i之间的名相关有两种：  反相关：如果指令j写的名与指令i读的名相同，则 称指令i和j发生了反相关。 指令j写的名＝指令i读的名  输出相关：如果指令j和指令i写相同的名，则称指 令i和j发生了输出相关。 指令j写的名＝指令i写的