RAW(哪个周期数据可用？) Time(in clock cycles) Value of CC1 CC 2 CC3 CC4 CC5 CC6 CC7 CC8 CC 9 register x2: 10 10 10 10 10/-20 -20 -20 -20 -20 Program execution 依赖类型： order (in instructions) EXE型，MEM型 “三有四无”： sub x2,x1,x3 寄存器“先写”： “内推”：cc5就可用！ “延迟槽”=2 and x12,x2,x5 Reg eg 0rX13,X6,x2 add x14,x2,x2 X sd×15,100(x2) 图4-50：蓝线“相关线” 12
12 RAW（哪个周期数据可用？） 依赖类型： EXE型，MEM型 “三有四无”： 寄存器“先写”： “内推”：cc5就可用！ “延迟槽”=2 图4-50：蓝线“相关线” x √ √
RegFile同时读写操作约定 ·不同寄存器读写：在一个周期中，RF支持两读一写 。 同一寄存器读写：add$t0,$s2,$t0 不能同时进行读和写：写控制RegWrite.与clk同步，两种写方式： ·后写（late write):前半周期读，后半周期写。一一单周期版？ -在一个周期内完成读写操作，但读出的是上一个周期写入的值。图4-7 ·先写(early write):与后写相反。一一流水线版？ -在一个周期内完成读写操作，读出的是当前周期写入的值。图4-32,4-50 Registers Read register 1 “三有四无” Read Read data 1 register 2 Write Read register data 2 Write data RegWrite 13
RegFile同时读写操作约定 • 不同寄存器读写：在一个周期中，RF支持两读一写 • 同一寄存器读写： –不能同时进行读和写：写控制RegWrite与clk同步，两种写方式： • 后写（late write）：前半周期读，后半周期写。——单周期版？ – 在一个周期内完成读写操作，但读出的是上一个周期写入的值。图4-7 • 先写（early write）：与后写相反。——流水线版？ – 在一个周期内完成读写操作，读出的是当前周期写入的值。图4-32，4-50 13 “三有四无
RAW问题：Stall,.类型，检测 实现Stall:可能要插入多个 -纟 编译：插入nop,静态技术 ·延迟槽数：“三有四无” ·兼容性问题 -uArch:Interlock ·freeze up&bubble down:哪一段？ ·减少stall损失 一指令调度：编译器填充无关指令 一数据定向技术：动态技术 数据前推(Forwarding),旁路(Bypassing) 。 使关键路径加长，不利于提升主频！ llxx@ustc.edu.cn 14
llxx@ustc.edu.cn 14 RAW问题：Stall，类型，检测 • 实现Stall：可能要插入多个 – 编译：插入nop，静态技术 • 延迟槽数：“三有四无” • 兼容性问题 – uArch：Interlock • freeze up & bubble down：哪一段？ • 减少stall损失 – 指令调度：编译器填充无关指令 – 数据定向技术：动态技术 • 数据前推（Forwarding），旁路（Bypassing） • 使关键路径加长，不利于提升主频！