动态调度

为了节约成本的同时提高性能，方法之一是动态调度技术。

 

动态调度：从字面上来说就是让硬件动态的决定执行什么指令，按什么顺序执行，而不是由编译器静态的决定。（后者为静态调度，如循环展开）本质上来说动态调度使得指令乱序执行，这很像数据流machine，后者不是按照发射顺序执行，而是按照数据的availability来执行，当然实际中还要考虑资源的有限量。因而，请记住指令的执行依赖于1：原操作数的可用性。2：所需功能单元的可用性。

动态调度可以利用到编译时无法发现的并行性。有两种动态调度技术：

一:计分板

计分板会监视所有待调度的指令，一旦它发现所需资源都已到达就调度指令以执行，然而计分板不能解决WAR与WAW。

计分板实际上是存储当前指令信息的地方。计分板可以决定指令何时何地起始与终止。在计分板中，指令要经过四个阶段：

1：发射----在发射阶段，计分板检查WAW和可用功能单元，若无可用单元或存在WAW则stall。

2：读操作数----在这一阶段，计分板检查操作数可用性，若源操作数到达，则计分板让功能单元去读寄存器文件并且开始执行，这样解决了RAW，记住，此时源操作数available的定义是：没有指令要写它，或它正在被写入寄存器。

3：执行

4：写结果：执行完后会检查是否有WAR，若有就stall，直到其清除。

二：Tomasulo算法

Tomasulo算法与计分板的区别是它引入了寄存器重命名技术来消除WAW与WAR，因为这两种都不是真正的相关，只是由于寄存器重名造成的，因此我们的核心思想是，如果有一些额外的物理寄存器专门代替重名的寄存器，那么我们就可以消除伪相关。此时寄存器一部分给编译器用，一部分用于重命名。在Tomasulo算法中，上述重命名寄存器称为保留站，保留站是fetch和store操作数的缓存。源操作数要么指向寄存器堆，要么指向保留站，每一站对应一条指令，一旦所有原操作数到达且资源有效，指令送去执行，一旦执行完成，结果送入保留站缓存。因此，不同于计分板，功能单元不用因为WAR而stall，而可以自由执行另一条指令。然后保留站会把结果送到寄存器堆或其他需要这个结果的保留站。由于保留站可以从寄存器堆或其它保留站获得操作数，因而消除了WAR。在Tomasulo算法里，控制逻辑分布在各个保留站，而在计分板中，计分板记录一切。