计算机系统结构——标量流水机的相关处理

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相关处理



局部性相关

由指令,主存操作和通用寄存器组引发的相关



流水线的流动方式

顺序流动方式或同步流动方式:任务(指令)

流出

流水线的顺序保持与

流入

流水线的顺序

一致



异步流动方式:

流出

流水线的任务(指令)顺序可以和

流入

流水线的顺序

不同



在这里插入图片描述

顺序流动:遇到相关问题,后面的指令暂停执行,直到某个功能段把关联的数据传送给它。

异步流动:遇到相关问题,这条指令先存再某个寄存器或什么地方,后面的指令先执行,直到某个功能段把关联的数据传送给它。



“先写后读”相关

  • 对同一单元要求在先的指令写入,在后的指令才读出的关联为“先写后读”相关。
  • 指令j试图在指令i

    写入寄存器前



    读出

    该寄存器的内容。这样,指令j就会错误的读出该寄存器旧的内容。
  • 解决方案

    一种是

    推后后续指令对相关单元的读

    ,直至在先的指令写入完成。

    另一种是

    设置相关直接通路

    ,将运算结果经相关直接通路直接送入所需部件。



“先读后写”相关

  • 对同一单元要求在先的指令先读出,在后的指令才写入的关联为“先读后写”相关
  • 指令j试图在指令i

    读出寄存器前



    写入

    该寄存器的内容。这样,指令j就会错误的读出该寄存器新的内容。



“写-写”相关

  • 对同一单元要求在先的指令先写入,在后的指令才写入的关联为“写-写”相关。
  • 指令j试图在指令i

    写入寄存器前



    写入

    该寄存器的内容。这样,指令j就会错误的读出该寄存器新的内容。

“写-写”相关和“先读后写”相关只有在异步流动时才有可能发生,同步流动时是不可能发生的。

采用分布式控制和管理,并设置公共数据总线,以简化各种相关的判别和实现相关直接通路的连接。



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