体系结构 | 流水线 | 流水线相关 | 流水线冲突_控制相关

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相关：

相关有3种类型

一、数据相关

二、名相关

三、控制相关

流水线冲突

一、结构冲突

二.数据冲突

三、控制冲突

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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

1. 数据相关（也称真数据相关）
2. 名相关
3. 控制相关

一、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。

1. 指令j使用指令i产生的结果；
2. 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。

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。

二、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。

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写的名

名相关的两条指令之间并没有数据的传送。如果一条指令中的名改变了，并不影响另外一条指令的执行。

换名技术：通过改变指令中操作数的名来消除名相关。对于寄存器操作数进行换名称为寄存器换名。既可以用编译器静态实现，也可以用硬件动态完成。

三、控制相关

流水线冲突

一、结构冲突

有时流水线设计者允许结构冲突的存在

主要原因：减少硬件成本如果把流水线中的所有功能单元完全流水化，或者 重复设置足够份数，那么所花费的成本将相当高。

二.数据冲突

      当相关的指令靠得足够近时，它们在流水线中的重叠执行或者重新排序会改变指令读/写操作数的顺序，使之不同于它们串行执行时的顺序，则发生了数据冲突。

数据冲突分为三种：写后读冲突、写后写冲突、读后写冲突

三、控制冲突