tomasulo算法

㈠ 为什么tomasulo算法消除了war和waw冒险

为了避免WAR和WAW带来的流水线停顿产生气泡。详见tomasulo算法，指令在发射前分配一个RS和一个ROB项（这个就是动态寄存器重命名），执行后的结果会临时写在ROB中，等到该指令前的所有指令执行完毕，retire时再写回到ARF。所以你看，结果是临时写回ROB中，即使多条指令写回到同一个寄存器也不受影响，因为不同的指令结果是写在不同的ROB中的。当然解决RAW也有相应的旁路/转发技术，也是tomasulo算法中的一部分。

㈡ 改进Tomasulo算法中的再定序缓冲ROB是硬件机制还是软件机制

觉得还是软件机制会更好一点，个人实名决策的

㈢ Tomasulo算法原理是什么

比如算1+2+3+4+5+9+7+8+9+10+.....+100的结果，一个一个加很麻烦，
高斯就发现1+100=101，2+99=101，总共有50个101的规律用50*101等于5050
这就是它的原理。总结成公式即
（首项+末项）×项数÷2

㈣ 解释一下为什么tomasulo算法消除了war和waw冒险

Tomasulo算法是由Robert Tomasulo 设计的，因而以他的名字命名。IBM360/91机器中的浮点部件首先采用了这种方法。其核心思想是：记录和检测指令相关，操作数一旦就绪就立即执行，把发生RAW（写后读）冲突的可能性减少到最少。通过寄存器换名来消除WAR（读后写）和WAW（写后写）冲突。

㈤ tomasulo算法的历史

在CDC 6600三年之后(1966)，为IBM 360/91设计。
目标：即使在没有特殊编译支持的情况下，也能取得高性能。
IBM 360 和CDC 6600指令系统体系结构之间的差异：
IBM的每条指令有两个寄存器描述符(registerspecifiers),而CDC 6600有三个；IBM有四个浮点寄存器，而CDC 6600有八个。

㈥ Tomasulo算法原理是什么

Tomasulo算法
为IBM 360/91设计的,在CDC 6600三年之后(1966)
目标:即使在没有特殊编译支持的情况下,也能取
得高性能
IBM 360 和CDC 6600指令系统体系结构之间的差异
IBM的每条指令有两个寄存器描述符(register
specifiers),而CDC 6600有三个;
IBM有四个浮点寄存器,而CDC 6600有八个.
Tomasulo算法与记分板
控制&缓冲器分布于功能部件(FU) 与集中于记分板;
功能部件缓冲器称为"保留站(reservation
stations)"; 存放未决的操作数
指令中的寄存器被数值或者指向保留站的指针代替;
这一过程称为寄存器换名(register renaming);
消除WAR,WAW冒险
保留站比实际寄存器多,因而可以完成优化编译
器所不能完成的一些工作
*WAR和WAW：
WAR,WAW实质是命名冲突，而不存在数据依赖，因此通过“换名”即可消除。
例如：S1:MULTD F4,F2,F2
S2:ADDD F2,F0,F6
看似ADDD的输出因与MULTD输入共用F2，需要等待S1Read后S2才能Write.（WAR）
但如果改为：
S1:MULTD F4,F2,F2
S2: ADDD F8,F0,F6
即可。
对于WAW,例如
S1: addd F0,F2,F4
S2: multd F2,F6,F8
S3: multd F10,F0,F2
S4: addd F0,F12,F14
S1,S4都写入F0,而中间S3将F0作为输入。
那么S4先运算完后，写入F0，而S3的输入由S1的输出（存于保留站中）提供即可。
结果从RS 直接到FU,无需通过寄存器, 而是通过公
共数据总线(Common Data Bus)把结果广播到所有FU
装入(Load)和存储(Stores)也象其他功能部件一
样使用保留站
Tomasulo的结构图


Tomasulo
Tomasulo算法的三段
1.Issue―从FP Op Queue中取出指令
如果保留站空闲(无结构冒险),
控制机制发射指令&发送操作数(对寄存器进行换名).
2.Execution―对操作数执行操作(EX)
如果两个操作数都已就绪,就执行;
如果没有就绪,就观测公共数据总线等待所需结果
3.Write result―完成执行(WB)
通过公共数据总线将结果写入到所有等待的部件;
标记保留站可用
正常的数据总线:数据+ 目的("去向"总线)
公共数据总线: 数据+ 源("来源"总线)
64位数据+ 4位功能部件源地址
如果与期望的功能部件匹配,就"写"(产生结果)
进行广播
保留站的组成
Op―该部件将完成的具体操作(例如, + or -)
Vj, Vk―源操作数的实际数值
存储缓冲器(Store buffers)设有V域,存放将存储的结果
Qj, Qk―将产生源寄存器值(将写的值)的保留站
注意:没有记分板中的就绪(READY)标志;Qj,Qk=0 ready
存储缓冲器(Store buffers)中只有存放RS产生结果的Qi
Busy―指明保留站或FU 处于忙状态
Register result status―指明哪个功能部件将写到哪
个寄存器(Qi);如果没有将写入寄存器的未决指令,该
域为空

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