计算机组成原理之CPU流水线

1、流水线的三种相关冲突
资源相关：指多条指令进入流水线后在同一机器时钟周期内争用同一个功能部件所发生的冲突。（资源相关只发生在load/store和某条指令取指在同一周期出现时。）
数据相关：RAW（写后读相关）：后面指令用到前面指令数据。
　　　　　WAR（读后写相关）：后面指令覆盖前面所写单元。
　　　　　WAW（写后写相关）：两条指令写同一个单元。
控制相关：由转移指令引起。当执行转移指令时，依据转移条件的产生结果，可能为顺序取下条指令；也可能转移到新的目标地址取指令，从而使流水线发生断流。

例：设某处理器具有五段指令流水线：IF（取指令）、ID（指令译码及取操作数）、EXE（ALU执行）、MEM（访存取数）和WB（结果写回）。现处理器执行如下指令：
I1：LAD R1，30 ；R1 ← M(30)
I2：ADD R1，R2 ；R1 ← R1 ＋ R2
I3：SUB R2，R3 ；R2 ← R2 － R3
I4：AND R3，R2 ；R3 ← R3 and R2
（1）流水线中可能存在资源相关，请指出4条指令中是否有指令间存在资源相关？如果有请指出来，并画出采用延迟策略下的指令序列执行时空图。

解题：指令I1和I4存在资源相关，其它指令间不存在资源相关。若采用延迟策略，则I4需要推后一拍执行。

|时钟指令 | 1 | 2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 | 9|
|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|
|I1 | IF | ID |EXE |MEM |WB | | | | |
|I2 | | IF | ID |EXE |MEM |WB | | | |
|I3 | | |IF | ID |EXE |MEM |WB | | |
|I4 | | | ||IF | ID |EXE |MEM |WB |