MIPS R4000延迟和启动间隔

Question

为什么MIPS R4000的平方根功能单元的延迟为112个周期，启动间隔为111个周期？

Answer 1

MIPS R4000 Microprocessor User’s Manual提供了有关R4000浮点流水线的详细描述（参见6.7节）。对于浮点运算，R4000 FPU提供8个操作阶段（尾数加，除法流水线，异常测试，第一乘法器，第二乘法器，舍入，操作数移位，解包FP数）。双精度平方根使用第一个循环的解包FP数，第二个循环的异常测试，接下来的108个循环的尾数加和舍入，下一个循环的尾数加，以及最后一个循环的舍入。

由于解包FP值和异常测试（前两个周期）未在后续周期中使用，因此以下平方根操作可以比平方根完全未流水线更早开始两个周期。这可以表示如下：

         1    2    3   4  ... 110  111  112  114  115
SQRT.D   U    E   A+R A+R     A+R   A    R
SQRT.D        110 stall cycles for second SQRT.D
                                    U    E   A+R  A+R

（您可以看到启动间隔在发出第一个SQRT.D时计算周期，即启动间隔为零意味着并行问题，启动间隔为1将支持背对背问题。）