流水線在建築模擬器

Question

所以我正在研究建築模擬器（主要是simplescalar）以找出真正發生在微處理器內部的事情。我注意到的一件令人着迷的事情是，整個管道都是反寫的！也就是說，在純循環while循環中，回寫階段位於解碼階段之前的問題階段之前，等等。

這是什麼意思？假設fetch（）階段的輸出存儲在由decode（）階段的輸入訪問的共享緩衝區（'latch'）中。由於它是一個純循環順序循環，所以我看不到這個鎖存/緩衝區將被覆蓋的問題。然而，對如this這樣的問題的回答：聲稱以某種方式反向模擬管道可以避免這個「問題」？對正確方向的一些見解/指導將非常感謝！

Answer 1

我不太瞭解Simplescalar，但我在其他架構模擬器中看到過這一點。

流水線的外環應該表示處理器的一個週期。想象一下，這是第一個週期，爲了簡單起見，前端的寬度爲1。如果每個階段按照fetch到commmit的順序執行，會發生什麼情況？

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... 

你還沒有模擬任何有用的東西，因爲這不是管道。當循環以commit到fetch的順序執行每個階段時會發生什麼？

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) 

這不是一個非常複雜的想法，但它有助於簡化模擬器。