件来检测并防止潜在的死锁成对或某种VLIW支持。
[0024]⑶F方法既不需要。相反，数据依赖的问题彻底解决管道。
[0025]订单执行
就其性质而言，CDF执行指令的乱序。任何指示无法执行它们第一次通过管道将环绕和被包围的年轻刚发出的指示。即使对于一个处理器指令流水线是一个指令宽，说明为了取出，但指示将不管订单的执行，选择只能由哪些指令准备执行。有了更广泛的指令流水线，深投机发生，暴露出更多的可用并行比其他可能的。由于更多的指令级并行性是暴露的，在任何给定的时间内执行的指令的数目增加从而提高性能。这将在稍后将说明的模拟结果部分。
[0026]快速时钟周期
逆流管道的原则首先被开发供其使用的本地控制。这允许一个非常快的时钟周期，因为不必有任何需要相对较长的时间越过芯片的通用信号。不幸的是，一直存在着一个信号，需要通过管道从开始到结束的传播。截至目前为止，指令流水线一直需要来搪塞。这是可能的管道的尽头指令来搪塞，从而需要每个指令来搪塞管道向下取单元。这一直是最大时钟速度的瓶颈的CFP和VRP处理器的。
[0027]由于⑶F的指示，结果管道环绕，不再有任何理由来搪塞。这减少的基本流水线的细胞以及管道中的执行单元的逻辑的复杂性。有了这种创新，该架构已返回逆流的基本前提下，获得较高的时钟速度具有本地控制信息和一个简单的管道。
[0028]不正确的投机容易和便宜恢复
现代微处理器有非常高的分支预测率大于90%。但是，即使以这样高的分支预测率，约10%的时间内的预测仍然是错误的。重要的是要能够快速，低成本地恢复这些不正确的猜测。由于在民防部队的猜测甚至高于其他处理器，它更重要的是，这种复苏是有效的。CDF完成此其他调制解调器处理器(包括VRP)以同样的方式做的，使用R0B。当检测到一个错误预测的分支，分支的所有指令后从ROB无效。在大多数其他架构，指令要么被迫完成执行(并因此继续使用宝贵的资源)或处理器使用额外的硬件，它们被明确删除。
[0029]⑶F，采取一种混合的方法。如果一条指令可以执行，它被允许。当结果返回到R0B，他们被忽略和删除从管道。如果指令不执行，当它环绕，并通过白俄罗斯共和国，它看到，它已在ROB无效，并删除从管道12。这允许至少一些指令没有执行。
[0030]这种方法是特别重要的一个架构，如⑶F，积极炒作发生。当猜测不正确的分支已经确定，所有的不正确的指令分支的影子都没有完成其执行，并没有时间和空间，在执行单位，可以将机器。
[0031]执行长潜伏期单位公差
在CFP和VRP设计，已经开始执行的指令留在管道中，直到它们完成。对于长时间的延迟加载，存储，运算和浮点运算的指令，比如，这些指令可以拖延整个管道，保持无关指令的执行，即使资源可能。
[0032]CDF 一旦开始执行指令，它留下的指令流水线。不需要匹配与相应的指令，直到它们到达ROB的执行结果中。因此，其结果可能会简单地派下来的结果管道，每当他们完成。
[0033]通过这样做，加载和存储指令被保存在高速缓存未命中的情况下，从具有包围绕管道。这释放了在其它的指令输入管道的指令流水线的空间，从而增加了指令窗口和暴露在管道中可用的并行性的量。
[0034]仿真结果
要分析的CDF架构中，许多不同的管道配置了模拟。图中的配置平均表现最好，因此，全面分析选择。这应该是显而易见的其他实施例也是可能的，因为要解决的问题，在一个特定的电路小片的面积。
[0035]数据推测
数据炒作背后的想法是，现在，指令正在推测执行下一个合乎逻辑的步骤是投机性猜测数据值将是什么样的基础上执行指令。如果某种可以使一个受过教育的猜测，它是更好地去猜测和希望执行有用的工作比什么也不做，绝对不是执行有用的工作。流量数据摆好支持数据推测。在上面讨论的实施例，每个结果和指令是在两种不同的状态，有效或无效。数据推测，在一个实施例中的每个结果和指令有三种状态:有效，无效，并推测。数据推测，一个指令可以启动一个执行单元，产生一个推测的结果。在正常情况下，一旦指令被推出到执行单元，它是从管线上拆下。但是，在投机的情况下被执行，该指令将在指令流水线中需要保持。虽然指令循环，检查结果管道只是像通常那样。然而，在这种情况下，观看其操作数通过。如果操作数通过，并有相同的值，推测，调度相同的结果将管道的结果，只是这一次没有标记为推测，但简单有效。该指令现在可以自由地从管线上拆下。另一方面，如果是不正确的猜测，则指令将采取正确的值时，提供一个执行单元，将推出，最终建立的实际的结果。以这种方式，可以创建和推测的结果，后来的指令所使用的，同时保持正确的操作。ROB从来没有在一个实施例中，可以推测的结果将退役到永久存储。一个新的有效的结果要么被发送，或者发送确认所推测的结果的确是正确的结果。
[0036]所有这些推测的结果和说明，必须实施或控制某种管道将被淹没，只有推测值，并没有真正的工作将完成。在一个实施例中，如上面提到的，指令分配优先级。的优先级决定哪些指令访问一个执行单元。在一个实施例中，如果两条指令要执行的一个实际值，而其他的推测值，实值的指令取得优先权。
[0037]每个人都应该注意，炒作必须智能化应用，只是猜测时，有一个合理的概率是正确的或闲来无事时，将执行反正。再次，这是更好地做一些事情，希望完成一些工作，而不是什么都不做，肯定一事无成。
[0038]一个有趣的好处的⑶F管道的指令重用变得简单。例如,如果你想要做的预测值，简单地在一些点的预测，并允许预测操作数指令执行(店除外，当然)，但没有离开管道。在一个实施例中，投机的指示标记他们投机的结果，并把结果在结果管道。然后，当操作数的实际值通过与推测用户的指令，该指令进行检查，看他们是否是相同的。在这样一个实施例中，这种比较是正确的，在管道的指令，如果这种猜测是正确的，发出的生产者是不是投机。然而，如果这种猜测是不正确的，指令需要的消费者，并得到正确的值，重新执行。
[0039]考虑两种可能的输入的指令的依赖关系。可预测的数据，或不能预测的。如果它不预测，执行该指令时，该指令输出的不被认为是预测的，因为它是完全基于非预测信息。如果预测的一个或多个指令的输入，则该指令可以被允许预测执行(只要它不妨碍执行较旧的指示)，只要它的输出被标记为投机性。依赖于该指令的后续指令，然后知道数据是投机性的。从调度指令与投机性的数据不会被删除。它必须保持这样的非推测性的数据到达时，它可配用的投机性指令中的数据看，如果预测是正确的。如果预测是正确的，指令补发自己的行动的结果，但标记为有效/非投机性，因此，后续相关指令会知道他们获得正确的数据，就可以退休。如果预测是不正确的，那么指令必须更新其输入数据，用正确的数据，并重新执行，以产生正确的输出。一旦指令发出它的输出有效/非投机性的，它可以被删除从“要执行”指令池，除非有其他限制。
[0040]这个概念也可以延伸到全局异步局部同步系统的本地化，独立的时钟。
[0041]管道流量数据处理器可以有利地使用在各种计算机系统。能够流量数据处理器的高性能，可扩展的多线程和数据推测，所有没有必要的硬件数量成倍增加。此外，人们可以通过分配进行重新排序缓冲区的大小和重新排序缓冲区的访问速度，同时降低其复杂性。
[0042]尽管使用了特定的实施例进行了图示和描述，它被计算来达到同样的目的的任何布置所示的具体实施例中可以被取代的在本技术领域的普通技术人员将会理解的。本申请意图覆盖本发明的任何修改或变化。因此，希望本发明仅由权利要求及其等同物的限制。
【主权项】
1.逆流式管道处理器，包括:一个具有多个级，包括一个第一和一个第二阶段的指令流水线；因管道具有多个级，包括一个第一和一个第二阶段，第一和第二执行单元，其特征在于，所述第一和第二执行单元连接到所述第一和第二阶段，分别为，指令流水线，结果管道，其特征在于，每个执行单元包括一个操作数的输入和结果输出，其特征在于，所述操作数的输入来自指令流水线的各个阶段，接收一个操作数和其特征在于，所述结果输出结果发送到作为一个函数的操作数输入接收的结果管道的各个阶段，以及第一和第二的重新排序缓冲器，其中，所述第一排序缓冲器提供指令和操作数的第一阶段的指令流水线，并接收来自第一级的结果管线中的结果，其中第二排序缓冲器提供指令和操作数到第二阶段的指令流水线，并接收结果，从第二级的结果管道。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述每个执行单元包括一个多级的处理器，其特征在于，每一个阶段的时钟的控制下操作。
3.根据权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述重新排序缓冲器中实现与非关联的存储器中。
4.如权利要求4所述的处理器，其中，所述指令流水线，结果管道缠绕在重新排序缓冲器，创建反向旋转队列。
5.根据权利要求6的处理器，其特征在于，所述的每个结果回收到一个中间点，结果管道后的第一阶段被标记为需要传递的第一重排序缓冲区，进入第二阶段的结果管道回收每个结果被标记为需要通过第二次重新排序缓冲区。
6.根据权利要求7的处理器，其特征在于结果管线中回收到的每个结果进行吞吐量与该结果相关联的指令的标记。
7.权利要求8的处理器，其中的标签标识进行重新排序缓冲区寄存器与指令关联。
8.如权利要求9所述处理器，其特征在于，所述指令流水线的宽度是两条指令。
【专利摘要】逆流式管道处理器，逆流流水线处理器包括一个指令流水线中的数据管道，排序缓冲器和多个执行单元。到指令流水线以及判定的指令和一个或多个操作数的问题是由在执行单元的一个指令是否是做好执行准备的。如果是这样的话，操作数被加载到执行单元，该指令的执行。执行单元监测结果，当结果到达时，它被存储到结果管道。如果指令进入的管道的端部，不执行它绕和向下发送指令流水线。
【IPC分类】G06F9-38
【公开号】CN104598206
【申请号】CN201310524000
【发明人】金秀华
【申请人】新昌县冠阳技术开发有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年10月30日