Pipeline

Fases e tempo

IF, ID, EX, MEM, WB. Período $T$ = maior atraso de fase (+ registo, se dado). Para $k$ fases e $N$ instruções sem paragens, no modelo da lição:

$$T_{\rm conjunto}=(N+k-1)T,\qquad \text{latência}=kT.$$

Sobreposição melhora débito, não latência individual. Dividir uma fase muda $k$ e pode mudar penalidades.

Conflitos

• Estrutural: dois usos do mesmo recurso no mesmo ciclo. NOP não cria portos.
• RAW: consumidor usa valor ainda não produzido no instante de uso.
• Resultado ALU no fim de EX segue para EX. Load só tem o dado no fim de MEM; EX/MEM contém o seu endereço.
• sw usa a base em EX e o dado em MEM; verifica o caminho de forwarding disponível.

Load-use

Com forwarding para EX, no modelo de 5 fases da lição: uma bolha. Sem forwarding, com WB-primeiro/ID-depois: duas.

Contar ciclos

$$C=N+4+B$$

até WB da última instrução, com $B$ bolhas efetivas. Em ciclos repetidos, inclui dependências entre iterações; em regime, $CPI\approx(n+B_{\rm iter})/n$. Compara sempre ciclos × período.

Traços e reordenação.