データパスハザードは、指示の誤った実行を引き起こす可能性があるマイクロプロセッサパイプラインで一般的な問題です。 これらのハザードを特定し、解決する方法を理解し、効率的なプロセッサの設計に不可欠です。

データパスハザードの種類

主に3つのカテゴリに分類されるデータパスハザード: 読み書き(RAW)、書き込み後読み(WAR)、および書き込み後書き込み(WAW)。 指示がまだ完了していない以前の指示の結果に依存したときにRAWハザードが起こります。 前の指示がそれから読み込まれる前に指示が位置に書き込まれると、警告ハザードが起こります。 XNUMXつの指示が近い成功の同じ場所に書き込まれると、WAWハザードが起こります。

危険リスクの計算

計算は、潜在的な競合を決定するために、指示シーケンスを分析することを含みます。例えば、命令2が指示1の結果に依存し、両方のパイプラインステージをオーバーラップしていると、RAWハザードが存在します。リスクはパイプラインの深さと指示スループットで増加します。

データのパス危険へのソリューション

複数の技術を使用して、データパスの危険性を軽減します。

  • []Forwarding:[]]]] データを1つのパイプライン段階から別のパイプラインへ渡して遅延を回避します。
  • ]:]] は、危険が解決されるまでパイプラインをパワクさせます。
  • ]命令の順序を並べ替える:[[ 対立を防ぐための指示順序を変える。
  • []パイプラインインターロック:[ 危険物を検出し、パイプラインフローを制御するハードウェアメカニズム。