Причины структурных конфликтов

1. Не полностью конвейерная структура процессора, при которой некоторые ступени отдельных команд выполняются более одного такта.

Пусть этап выполнения команды i+1 занимает 3 такта.

Конфликты по управлению возникают при конвейеризации команд переходов и других команд, изменяющих значение счетчика команд.

Конфликты по данным возникают в случаях, когда выполнение одной команды зависит от результата выполнения предыдущей команды.

Проблемы, возникающие при выполнении команд перехода на конвейере.

В конвейере при выполнении команды перехода (прежде условного) факт того, состоится ли переход или нет, становится известным на поздних этапах конвейера. За это время в конвейер на ранние этапы загружаются следующие за этой команды. В случае, если переход происходит, то понятно, что нужно полностью заменить последовательность инструкций, которые следуют за командой перехода. Эти так называемые конфликты управления приводят к существенному падению быстродействия процессора. В современных процессорах для снижения негатива от этих конфликтов используют различные методики предсказания переходов и спекулятивное выполнение.

IF (Instruction Fetch) - считывание команды в процессор;

ID (Instruction Decoding) - декодирование команды;

OR (Operand Reading) - считывание операндов;

EX (Executing) - выполнение команды;

WB (Write Back) - запись результата.

Типы архитектур процессоров.