Tietoväylän vaarat ovat yleisiä mikroprosessoriputkistoissa, jotka voivat aiheuttaa ohjeiden väärän toteuttamisen. Näiden vaarojen tunnistamisen ja ratkaisemisen ymmärtäminen on olennaisen tärkeää tehokkaiden jalostajien suunnittelussa.

Tietoväylän vaaratyypit

Datapolkuvaarat kuuluvat pääasiassa kolmeen kategoriaan: Lue After Write (RAW), Kirjoita jälkeen Lue (WAR) ja Kirjoita jälkeen Wert Wert (WAW). RAW-vaarat tapahtuvat, kun ohje riippuu edellisen ohjeen tuloksesta, joka ei ole vielä valmistunut. WAR-vaarat tapahtuvat, kun ohje kirjoittaa paikkaan ennen kuin edellinen ohje lukee siitä. WAW-vaarat tapahtuvat, kun kaksi ohjetta kirjoittaa samaan paikkaan lähiperinnössä.

Riskiriskien laskeminen

Laskelmissa analysoidaan ohjejaksoja mahdollisten ristiriitojen selvittämiseksi. Esimerkiksi jos ohje 2 riippuu ohjeen 1 tuloksesta ja molemmat ovat päällekkäisissä putkistovaiheissa, RAW-vaara on olemassa. Riski kasvaa putkiston syvyyden ja opetussuorituksen myötä.

Ratkaisut Datapolkuvaaroihin

Datan kulkureittien vaarojen lieventämiseen käytetään useita tekniikoita:

  • Tähän tarkoitukseen:[ Tietojen siirtäminen suoraan putkistovaiheesta toiseen viivästysten välttämiseksi.
  • Asennus:[] Pysäytetään putkistoa kunnes vaara on ratkaistu.
  • Tilausohjeet:[ Muutetaan ohjejärjestystä konfliktien ehkäisemiseksi.
  • Pipelin liitännät: laitteistomekanismit, jotka havaitsevat vaarat ja ohjaavat putkiston virtausta.