加載指令後的流水線失速，但沒有添加指令後

我在做一些關於流水線的問題。這一個我需要幫助。加載指令後的流水線失速，但沒有添加指令後

爲什麼能有一個加載指令後流水線停頓而不是附加指令後？

我知道管道中一個未使用的槽被稱爲管道延遲。我的猜測是，它可能是加載指令後的管道延遲，因爲我們需要等待可能更新的寄存器。但是我無法想出一個答案，說明爲什麼add指令不能創建管道延遲。也許是因爲在這個階段我們已經從註冊表中讀取了？

2016-05-23 Olba12

添加往往只有1週週期的延遲，因此與轉發（又稱搭橋）的結果一個add可以被下一條指令使用。 [這個問題可能是相關的]（http://stackoverflow.com/questions/19041315/pipeline-stalling-and-bypassing-examples），但我沒有讀它。 –

流水線失速用於解決通常由數據依賴造成的危害。一個add可以實際產生一個流水線延遲，但我們首先考慮一個不包含的例子。

SUB r2, r3 
ADD r1, r2

即使add指令使用減法的結果，也沒有失速。這是因爲EX階段可以訪問前一個EX階段的數據。

現在讓我們考慮一個例子，其中添加可以產生一個失速。

LOAD r2, RAM[a] 
ADD r1, r2

這裏，由加載指令的MEM級產生的數據需要作爲ADD指令的EX級的輸入。 EX階段只能訪問前一個EX階段的數據，因此由於寫入後的讀取危險而導致流水線停滯。這是通過該圖

這是通過引入氣泡進入管道（如NOP）解決這樣就解決了數據相關性，而無需在時間向後傳播的數據（這是不可能的）中示出。

您可以通過hazards，bubbles讀了更多地瞭解這個在更多的細節，並forwarding

來源

2016-05-23 19:33:20

來自加載消耗的負載的數據並不是真正的「增加」，導致IMO失速。我將它歸因於負載，而不是消費者，因爲負載會在後期在管道中產生結果，而不是ALU操作。 –

另外，在經典的RISC流水線的這個例子的EX階段，是否需要準備好加載地址，或者是否可以通過1c延遲執行指針追蹤，只是將載入的數據從MEM階段轉發回MEM階段？ –

@PeterCordes我會爭辯說，添加IS生產一個攤位。這是因爲沒有這個指令，就不會發生失速。暫停是由導致數據依賴性的指令產生的。如果您刪除了添加指令，則不會發生失速。因此，我會爭辯說，'加'確實產生了失速。至於你的第二個問題，通過操作數轉發可以實現指針追蹤。「EX」階段可以從前一個「EX」階段讀取數據，「MEM」階段可以從前一個「MEM」階段讀取數據。 –

加載指令後的流水線失速，但沒有添加指令後

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