大堀/書籍/コンピュータの構成と設計/パイプライン・ハザード
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開始行:
[[大堀/書籍/コンピュータの構成と設計]]
-パイプライン・ハザード(3種類)
--構造ハザード
---クロックサイクルによって命令を実行できない事態が生じること。
---MIPS : メモリを2個用意すれば、メモリアクセスに関する構造ハザードを回避できる。
--制御ハザード
---実行中の命令の結果を用いて実行に関する判断を行う場合(分岐命令など)
---MIPS 1 : ストール
長所:確実に機能する
短所:時間がかかる
---MIPS 2 : 予測
長所:予測が正しければ、パイプライン処理の速度は低下しない
短所:最初の仮定の下で進めた処理をやり直す→時間がかかる,
簡単な方法: 常に分岐が成立しないと予測すること。
少し手の込んだ方法: 一部を分岐するもの、一部を分岐しないものとして扱う
手の込んだ方法(静的):ループの末尾にループの先頭にもどるジャンプがある。
このジャンプの実行確率は高い。よって低位のアドレスに戻る分岐は成立すると予測する。
手の込んだ方法(動的):予測成功率を使う方法。6.6節, 90%の成功率に達するものがある。
もっと手の込んだ方法: 輪講で利用した論文を参照
この章は、第3版の書籍を参照する必要があると思われる。
--データハザード
---パイプライン中にある先行命令が出すはずの結果を別の命令が使おうとする場合に生じる。
---例) 加算命令の結果を次の減算命令でつかう場合、まだ計算処理がおわっていないが減算命令が始まってしまった。→ストールがおきる。
---MIPS : フォワーディングを用いる
加算と減算の例において、加算の結果がALU内で得られたら(Exステージ)、
すぐにそれを減算の入力に利用する。これをフォワーディングという。
しかし!もし、最初の命令がロードだった場合、
必要なデータが利用可能になるのは、MEMステージなので、
それまでは、次の減算命令のExステージには間に合わない。
このハザードを被ロード・データ・ハザードという。解決策は6.5節を参照。
この章も、第3版の書籍を参照する必要があると思う。
---MIPS以外: WBで書き込まれるデータが複数ある場合、フォワーディングすべき結果も複数ある場合があるので、その場合は、フォワーディングはより複雑になる。
終了行:
[[大堀/書籍/コンピュータの構成と設計]]
-パイプライン・ハザード(3種類)
--構造ハザード
---クロックサイクルによって命令を実行できない事態が生じること。
---MIPS : メモリを2個用意すれば、メモリアクセスに関する構造ハザードを回避できる。
--制御ハザード
---実行中の命令の結果を用いて実行に関する判断を行う場合(分岐命令など)
---MIPS 1 : ストール
長所:確実に機能する
短所:時間がかかる
---MIPS 2 : 予測
長所:予測が正しければ、パイプライン処理の速度は低下しない
短所:最初の仮定の下で進めた処理をやり直す→時間がかかる,
簡単な方法: 常に分岐が成立しないと予測すること。
少し手の込んだ方法: 一部を分岐するもの、一部を分岐しないものとして扱う
手の込んだ方法(静的):ループの末尾にループの先頭にもどるジャンプがある。
このジャンプの実行確率は高い。よって低位のアドレスに戻る分岐は成立すると予測する。
手の込んだ方法(動的):予測成功率を使う方法。6.6節, 90%の成功率に達するものがある。
もっと手の込んだ方法: 輪講で利用した論文を参照
この章は、第3版の書籍を参照する必要があると思われる。
--データハザード
---パイプライン中にある先行命令が出すはずの結果を別の命令が使おうとする場合に生じる。
---例) 加算命令の結果を次の減算命令でつかう場合、まだ計算処理がおわっていないが減算命令が始まってしまった。→ストールがおきる。
---MIPS : フォワーディングを用いる
加算と減算の例において、加算の結果がALU内で得られたら(Exステージ)、
すぐにそれを減算の入力に利用する。これをフォワーディングという。
しかし!もし、最初の命令がロードだった場合、
必要なデータが利用可能になるのは、MEMステージなので、
それまでは、次の減算命令のExステージには間に合わない。
このハザードを被ロード・データ・ハザードという。解決策は6.5節を参照。
この章も、第3版の書籍を参照する必要があると思う。
---MIPS以外: WBで書き込まれるデータが複数ある場合、フォワーディングすべき結果も複数ある場合があるので、その場合は、フォワーディングはより複雑になる。
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