建筑模拟器中的流水线

Question

所以我正在研究建筑模拟器（主要是简单标量）来弄清楚微处理器内部真正发生了什么。我注意到一件令人着迷的事情是，整个管道被倒退了！也就是说，在纯粹顺序的while循环中，回写阶段出现在发布阶段之前，它发生在解码阶段之前，依此类推。

这是什么意思？假设假设fetch（）阶段的输出存储在由decode（）阶段的输入访问的共享缓冲区（＆＃39; latch＆＃39;）中。由于它是一个纯粹的顺序while循环，我没有看到这个锁存器/缓冲区被覆盖的问题。但是，像this这样的问题的答案：声称以某种方式反向模拟管道避免了这个问题＆＃39 ;?我们非常感谢正确方向的一些见解/指导！

Answer 1

我不太了解Simplescalar，但我在其他建筑模拟器中看到过这种情况。

管道的外部循环应该代表处理器的一个循环。想象一下，这是第一个循环 - 为简单起见 - 前端的宽度为1。如果每个阶段按fetch到commmit的顺序执行，会发生什么？

cycles 1
- fetch: instruction 1 (place it in fetch/decode latch)
- decode: instruction 1 (place it in decode/rename latch)
- rename: instruction 1 (place it in rename/dispach latch)
- dispatch: instruction 1 (place it in issue queue)
- issue: instruction 1
etc...

你没有在这里模拟任何有用的东西，因为这不是一个管道。当循环按commit到fetch的顺序执行每个阶段时会发生什么？

cycle 1
- issue: noop
- dispatch: noop
- rename: noop
- decode: noop
- fetch: instruction 1 (place it in fetch/decode latch)

cycle 2
- issue: noop
- dispatch: noop
- rename: noop
- decode: instruction 1 (place it in decode/rename latch)
- fetch: instruction 2 (place it in fetch/decode latch)

这不是一个非常复杂的想法，但它有助于简化模拟器。