Современные высокопроизводительные компьютеры


Сокращение потерь на выполнение команд перехода и минимизация конфликтов по управлению - часть 3


Метод выжидания

Простейшая схема обработки команд условного перехода заключается в замораживании или подавлении операций в конвейере, путем блокировки выполнения любой команды, следующей за командой условного перехода, до тех пор, пока не станет известным направление перехода. Рис. 5.12 отражал именно такой подход. Привлекательность такого решения заключается в его простоте.

Метод возврата

Более хорошая и не на много более сложная схема состоит в том, чтобы прогнозировать условный переход как невыполняемый. При этом аппаратура должна просто продолжать выполнение программы, как если бы условный переход вовсе не выполнялся. В этом случае необходимо позаботиться о том, чтобы не изменить состояние машины до тех пор, пока направление перехода не станет окончательно известным. В некоторых машинах эта схема с невыполняемыми по прогнозу условными переходами реализована путем продолжения выборки команд, как если бы условный переход был обычной командой. Поведение конвейера выглядит так, как будто ничего необычного не происходит. Однако, если условный переход на самом деле выполняется, то необходимо просто очистить конвейер от команд, выбранных вслед за командой условного перехода и заново повторить выборку команд (рис. 5.14).

Невыполняемый условный переходIFIDEX MEMWB

Команда i+1 IFIDEXMEMWB

Команда i+2 IFIDEXMEMWB

Команда i+3 IFIDEXMEMWB

Команда i+4 IFIDEXMEMWB

Выполняемый
условный переход
IFIDEX MEMWB

Команда i+1 IFIDEXMEMWB

Команда i+2 stallIFIDEXMEMWB

Команда i+3 stallIFIDEXMEMWB

Команда i+4 stallIFIDEXMEM

Рис. 5.14. Диаграмма работы модернизированного конвейера

Альтернативная схема прогнозирует переход как выполняемый. Как только команда условного перехода декодирована и вычислен целевой адрес перехода, мы предполагаем, что переход выполняемый, и осуществляем выборку команд и их выполнение, начиная с целевого адреса. Если мы не знаем целевой адрес перехода раньше, чем узнаем окончательное направление перехода, у этого подхода нет никаких преимуществ.


- Начало -  - Назад -  - Вперед -



Книжный магазин