Современные высокопроизводительные компьютеры

5.6, б. Диаграмма работы конвейера при структурном конфликте
Конфликты по данным, остановы конвейера и реализация механизма обходов
Одним из факторов, который оказывает существенное влияние на производительность конвейерных систем, являются межкомандные логические зависимости. Такие зависимости в большой степени ограничивают потенциальный параллелизм смежных операций, обеспечиваемый соответствующими аппаратными средствами обработки. Степень влияния этих зависимостей определяется как архитектурой процессора (в основном, структурой управления конвейером команд и параметрами функциональных устройств), так и характеристиками программ.
Конфликты по данным возникают в том случае, когда применение конвейерной обработки может изменить порядок обращений за операндами так, что этот порядок будет отличаться от порядка, который наблюдается при последовательном выполнении команд на неконвейерной машине. Рассмотрим конвейерное выполнение последовательности команд на рисунке 5.7. ADD
R1,R2,R3
IF
ID
EX
MEM
WB















SUB
R4,R1,R5

IF
ID
EX
MEM
WB














AND
R6,R1,R7


IF
ID
EX
MEM
WB













OR
R8,R1,R9



IF
ID
EX
MEM
WB












XOR
R10,R1,R11




IF
ID
EX
MEM
WB

Рис. 5.7, а. Последовательность команд в конвейере и ускоренная пересылка данных
(data forwarding, data bypassing, short circuiting) ADD
R1,R2,R3
IF
ID
EX
MEM
WB






R


W



SUB
R4,R1,R5

IF
ID
EX
MEM
WB








R


W


AND
R6,R1,R7


IF
ID
EX
MEM
WB








R


W

OR
R8,R1,R9



IF
ID
EX
MEM
WB








R


W

XOR
R10,R1,R11




IF
ID
EX
MEM
WB








R


W


Рис.