Вычислительные машины и системы. Ремонтов А.П - 63 стр.

дов. Конфликт проявляется в том, что адрес условного перехода определяется только в
конце выполнения команды, в то время, как конвейер уже должен быть заполнен коман-
дами из какой-то одной ветви. Если не обрабатывать конфликт, то производительность
конвейера может снижаться в 2 и большее число раз. Способы борьбы с конфликтами по
управлению можно разделить на 2 группы: статические и динамические.
   К статическим методам можно отнести:
   1)   Возврат, т.е. статическое прогнозирование перехода как всегда выполняе-
мого, либо - всегда не выполняемого с последующей очисткой конвейера в слу-
чае неправильного прогноза и возвратом к нужной команде.
   2) Разворачивание циклов. Поскольку многие условные переходы связаны с определе-
нием условия выхода из цикла, то в случае, когда число шагов цикла заранее известно и
невелико, можно «развернуть» цикл, то есть продублировать тело цикла столько раз,
сколько необходимо, отказавшись от проверки условия вообще. Это приведет к увеличе-
нию кода программы, но избавит от конфликта по управлению.
   3) Задержанные переходы (использование «слотов задержки»).
   Под слотами задержки понимают участки программы, которые будут занесены в кон-
вейер и успеют выполниться до выяснения адреса перехода в условной команде. Идея их
использования состоит в том, чтобы заполнять слоты задержки «полезными» или «не-
вредными» командами, то есть такими, которые либо не зависят от условия, либо - не
приведут к нарушению логики программы, даже если их выполнение окажется лишним.
(Рис. 4.9)
   4) Предсказание переходов на основе профиля программы. Профилирова-
ние (profiling) предусматривает составление прогноза о выполнении тех или иных перехо-
дов на основе статистических наблюдений за программой по результатам ее многократно-
го прогона.


   К динамическим методам можно отнести:
   1)        Приостановку конвейера до выяснения адреса перехода.
   2)        Реализацию команд условного перехода в процессоре таким образом,
   чтобы адрес перехода выяснялся на начальных этапах выполнения
   команды.
   3)        Динамическое предсказание ветвлений в процессоре (branching predict).


   Динамическое предсказание ветвлений в процессорах осуществляется с помощью
буферов предсказания перехода (БПП - Branch Predicting Buffer -BPB). Чаще всего в
них используется счетчик прогнозов, который представляет собой обычный n-

                                      63