パイプラインハザードとは？CPUのパイプライン処理で起こる問題とは？
- パイプラインハザードとは、CPUのパイプライン処理において起こる問題のことです。具体的には、データ依存や資源依存、制御依存によって処理の順序が崩れ、正しく処理が行われないことがあります。
- この質問では、C言語で書かれたコードをコンパイルし、機械語に翻訳した結果を示しています。そして、この機械語をパイプライン処理する場合に起こる可能性のあるパイプラインハザードを説明し、それを回避するための修正方法についても述べられています。
- 具体的な回答については、質問文章の内容を詳しく読んでください。また、ハッシュタグとしては「パイプラインハザード」「CPU」「処理順序」といったキーワードが考えられます。
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パイプラインハザード
(2)パイプラインハザードに関する以下の問いに答えよ。C言語で図１のコードをコンパイルしたところ図２のような機械語に翻訳された。変数のメモリマップは図３を参照せよ。 (a)CPUがこの機械語をパイプライン処理している場合に、どのようなパイプラインハザードがありうるか説明せよ。 (b)上記のパイプラインハザードを回避するために、図２の機械語を一部修正した機械語を記せ。その際、なぜハザードが回避できるのか説明せよ。 図１：C言語による演算コード A=B+C D=B+E 図２：図１のコードを翻訳した機会コード LOAD R1 SO(4) LOAD R2 SO(8) ADD R3 R1 R2 STORE SO(0) R3 LOAD R2 SO (16) ADD R3 R1 R2 STORE SO(12) R3 図３：変数のメモリマップ SO→|AAAA| |BBBB| |CCCC| |DDDD| |EEEE| データ依存、資源依存、制御依存のどれかによるものだと思うのですが、全く検討がつきません。ご教示お願い致します。
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この質問に対する回答ではありません。 > スーパースカラーは命令待ちの遅延時間を短縮する方法ですし、 > １クロック単位の命令実行速度そのものは向上しません。 http://okwave.jp/qa/q8159131.html の回答No.2 スーパースカラというのは次のような技術であるのに， http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%BC%E3%83%91%E3%83%BC%E3%82%B9%E3%82%B1%E3%83%BC%E3%83%A9 質問者は，正解の候補としてスーパースカラを除外することに「ありがとうございます！納得しました。」とのこと。参考までに，なぜ納得できたのか，お聞かせいただけるとありがたいです。
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パイプラインハザードに関する以下の問いに答えよ。C言語で図１のコードをコンパイルしたところ図２のような機械語に翻訳された。変数のメモリマップは図３を参照せよ。 図１：C言語による演算コード A=B+C D=B+E 図２：図１のコードを翻訳した機会コード LOAD R1 SO(4) LOAD R2 SO(8) ADD R3 R1 R2 STORE SO(0) R3 LOAD R2 SO (16) ADD R3 R1 R2 STORE SO(12) R3 図３：変数のメモリマップ SO→|AAAA| |BBBB| |CCCC| |DDDD| |EEEE| (a)CPUがこの機械語をパイプライン処理している場合に、どのようなパイプラインハザードがありうるか説明せよ。 データハザードがというデータ依存によって起こるパイプラインハザードが起こる。データ依存とは、命令1の結果を後の命令2が使用する場合に生じるものである。命令2が処理されるためには命令1の完了を待たなければならず、待ちが生じる。 図２の機械語コードから 命令に上から順に00,0１,02,03,04,05,06という番号をつけると01,02ではR２を共有しているため02は０１の完了を待たなければならず待ちが生じる。他も02,03はR３を、04,05はR2を、05,06はR３を共有しているため待ちが生じる。それによってパイプラインに乱れが生じ、命令作業がスムーズに行われなくなる。 という答えになりました、ご確認お願い致します。 (b)上記のパイプラインハザードを回避するために、図２の機械語を一部修正した機械語を記せ。その際、なぜハザードが回避できるのか説明せよ。 命令追越し機能を利用するものかなと思ったのですが...はっきりとした答えがみつかりません。 ご教示お願い致します。
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いつもご回答ありがとうございます。 いつも参考にさせて頂いております。