1. 개요
Scoreboarding은 CDC 6600에서 도입한
비순차적 실행 기법이다.
Tomasulo 알고리즘과는 달리, 비순차적 실행에 필요한 정보를 각 기능 단위
[1] Functional Unit; FU. CPU에서 명령어를 처리할 때 실제로 연산(사칙연산, 논리연산 등)을 수행하는 요소. 현대 CPU에서는 처리 속도 향상을 위해 같은 기능 단위가 여러 개 존재하기도 해서 여러 명령어를 동시에 처리한다.
에 흩어놓지 않고 Scoreboard에 모아서 관리하는 것이 특징이다.
1.1. Scoreboard의 구성
Scoreboard는 다음과 같은 정보를 저장해야 한다.
- 명령어 상태(Instruction status) : 처리하고 있는 명령어가 파이프라인의 어느 단계에 있는지에 대한 정보.
- 기능 단위 상태(Functional Unit status) : 각 기능 단위가 어떤 상태인지를 나타내는 정보. 주요 정보는 다음과 같다.
- Busy : 이 기능 단위가 현재 사용 중인지의 여부를 표시하는 플래그.
- Op : Operation. 현재 기능 단위에서 처리하고 있는 연산.
- Fi : 이 기능 단위에서 현재 계산을 다 수행하면 값을 써야 할 목적지 레지스터의 번호
- Fj, Fk, ... : 현재 계산을 처리한 데 필요한 source 레지스터들의 번호.
- Qj, Qk, ... : 계산에 필요한 값을 받아 올 기능 단위에 대한 정보. 이 정보는 지금 기능 단위가 처리하고 있는 명령어가 읽어야 할 명령어의 처리가 아직 진행 중일 경우에 필요하다.
- Rj, Rk, ... : 각각 Fj, Fk, ... 의 값이 준비되었으나, 아직 현재 기능 단위가 읽지 않았음을 표시하는 플래그이다. 이는 현재 기능 단위가 읽기도 전에 다른 기능 단위가 레지스터에 있는 값을 덮어쓰지 않도록 하는 역할을 하여 WAR 위험을 해결한다.
- 레지스터 결과 상태(Register result status) : 레지스터마다, 만약 해당 레지스터에 쓰는 명령어가 처리 중이라면 그것이 어떤 기능 단위에서 값을 받아와야 하는지에 대한 정보.
1.2. 파이프라인 단계
Scoreboarding에서, 가져온(fetched) 명령어는 다음과 같은 파이프라인 단계들을 거치게 된다.
- 발행(Issue) : 우선, 명령어를 해석하고, 만약 이 명령어를 발행한 후에 앞선 명령어들과의 구조 위험(structural hazard)이 있는지[2]
예컨대, 이 명령어가 사용해야 하는 기능 단위를 앞선 명령어들이 이미 사용하고 있어서 기다려야 하는지 등
- 명령어를 발행하게 되면, 사용하는 기능 단위에 해당하는 Scoreboard의 Busy를 Yes로 표시하고, Op, Fi, Fj, Fk에 대한 정보를 채운다. 레지스터 결과 상태를 확인하여, 이 명령어가 읽어야 할 각 레지스터의 값이 어떤 다른 기능 단위에서 계산하고 있다면 그에 대한 정보를 대응되는 Qj, Qk, ...에 채우고 대응되는 Rj, Rk, ... 는 No로 설정한다. 아니라면 해당 레지스터에 값이 준비되어 있고 아직 기능 단위가 읽지 않았으므로 대응되는 Rj, Rk, ...는 Yes로 설정한다.
- 피연산자 읽기(Read Operand) : 피연산자들을 읽기 전에 RAW 위험을 해결하기 위해 피연산자들이 모두 준비될 때까지, 즉 모든 Rj, Rk, ... 가 Yes로 설정될 때까지 기다려야 한다.
- 피연산자들이 모두 준비되었으면, 레지스터들은 피연산자들을 읽고 Rj, Rk, ...는 모두 No로 설정한다.
- 실행(Execute) : 기능 단위가 연산을 수행한다. 이에 소요되는 시간은 연산의 종류에 따라 수 사이클에서 수십 사이클까지도 소요될 수 있다.
- 되쓰기(Write Back) : 결과를 레지스터에 쓰기 전에 혹시 쓰는 동작이 다른 곳에 필요한 결과를 덮어쓰는지를 확인하고, 만약 그렇다면 그렇지 않을 때까지 기다린다. 이로써 WAR 위험이 해결된다.
- 이 기능 단위의 결과가 필요한 기능 단위마다, 해당하는 Rj, Rk, ...를 Yes로 설정해 줌으로써 결과가 준비되었다는 걸 알려야 한다. 또한 레지스터에 값을 쓰면서 레지스터 결과 상태 역시 비워야 한다. 마지막으로, 이 기능 단위의 Busy를 No로 표시함으로써 다른 명령어들이 이 기능 단위를 사용할 수 있도록 한다.
Scoreboarding의 pseudocode (위키피디아)2. 예시
위 설명만으로는 구체적인 동작 방식을 이해하기 쉽지 않으므로, 예시를 들어 한 사이클씩 그 동작을 설명한다. 표에는 각 사이클이 끝난 직후의 상태를 표시한다.
예시 원본 [3] 여기 있는 그림은 본 문서에 서술된 것과 약간의 차이가 있는데, 이는 본 문서에서는 일관적으로 각 사이클이 끝난 직후를 묘사한 반면, 그림에서는 실행 중인 과정을 묘사하였기 때문이다.
다음과 같은 명령어들을 처리하는 것을 생각해 보자. F0...F10은 부동소수점 레지스터이고, MUL, SUB, DIV, ADD는 각각 곱셈, 뺄셈, 나눗셈, 덧셈을 처리하는 명령어이다. 피연산자(operand)는 첫 번째가 목적지 레지스터를 지정하고, 나머지 둘은 계산하는 데 필요한 source 레지스터를 지정한다. LOAD의 경우, 해당하는 주소에서 값을 가져온다.
LOAD F6, 34+R2
LOAD F2, 45+R3
MUL F0, F2, F4
SUB F8, F6, F2
DIV F10, F0, F6
ADD F6, F8, F2
다음은 cycle 0일 때의 초기 상태이다. 첫 명령어인 LOAD가 발행되기 전이다. 명령어 상태에는 다음 완료해야 할 단계를 나타낸다.
[clearfix]
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| Issue
|
LOAD F2, 45+R3
|
|
MUL F0, F2, F4
|
|
SUB F8, F6, F2
|
|
DIV F10, F0, F6
|
|
ADD F6, F8
|
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
-
| -
| -
| -
| -
| -
|
Functional Unit status 남은 시간
| 기능 단위
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Multiply
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Add/Sub
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Divide
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.1. cycle 1
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| R.O
|
LOAD F2, 45+R3
| Issue
|
MUL F0, F2, F4
|
|
SUB F8, F6, F2
|
|
DIV F10, F0, F6
|
|
ADD F6, F8
|
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
-
| -
| -
| Load/Store
| -
| -
|
Functional Unit status 남은 시간
| 기능 단위
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| Yes
| Load
| F6
|
| R2
|
|
|
| Yes
|
| Multiply
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Add/Sub
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Divide
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
첫 번째 LOAD가 발행되었다. Load/Store FU의 Busy가 Yes로 설정되고, 목적지 레지스터인 F6은 해당 FU에서 값을 가져와야 한다.
2.2. cycle 2
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| Exec
|
LOAD F2, 45+R3
| Issue
|
MUL F0, F2, F4
|
|
SUB F8, F6, F2
|
|
DIV F10, F0, F6
|
|
ADD F6, F8
|
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
-
| -
| -
| Load/Store
| -
| -
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| Yes
| Load
| F6
|
| R2
|
|
|
| No
|
| Multiply
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Add/Sub
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Divide
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Load/Store FU가 이미 사용 중이므로 구조 위험에 의해 다음 LOAD가 발행되지 않는다. 첫 번째 LOAD는 피연산자 읽기가 완료되었고 Rk가 No로 설정된다.
2.3. cycle 3
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| W.B
|
LOAD F2, 45+R3
| Issue
|
MUL F0, F2, F4
|
|
SUB F8, F6, F2
|
|
DIV F10, F0, F6
|
|
ADD F6, F8
|
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
-
| -
| -
| Load/Store
| -
| -
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| Yes
| Load
| F6
|
| R2
|
|
|
| No
|
| Multiply
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Add/Sub
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Divide
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
첫 번째 LOAD의 실행이 완료되었다.
2.4. cycle 4
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| Issue
|
MUL F0, F2, F4
|
|
SUB F8, F6, F2
|
|
DIV F10, F0, F6
|
|
ADD F6, F8
|
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
-
| -
| -
| -
| -
| -
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Multiply
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Add/Sub
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Divide
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
첫 번째 LOAD의 되쓰기까지 완료되었다. 레지스터에는 34+R2의 주소에 있던 값이 쓰였고, FU status와 Register result status는 다시 비워진다.
2.5. cycle 5
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| R.O
|
MUL F0, F2, F4
| Issue
|
SUB F8, F6, F2
|
|
DIV F10, F0, F6
|
|
ADD F6, F8
|
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
-
| Load/Store
| -
| -
| -
| -
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| Yes
| Load
| F2
|
| R3
|
|
|
| Yes
|
| Multiply
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Add/Sub
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Divide
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
앞에서 구조 위험이 해소되어, 두 번째 LOAD가 발행되었다. 첫 LOAD때와 동일하다.
2.6. cycle 6
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| Exec
|
MUL F0, F2, F4
| R.O
|
SUB F8, F6, F2
| Issue
|
DIV F10, F0, F6
|
|
ADD F6, F8
|
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| Load/Store
| -
| -
| -
| -
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| Yes
| Load
| F2
|
| R3
|
|
|
| No
|
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| Yes
|
| Add/Sub
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Divide
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Multiply 기능 단위는 Busy하지 않으니, 구조 위험이 없어 MUL이 발행되었다. 첫 LOAD는 피연산자 읽기가 완료되었다.
2.7. cycle 7
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| W.B
|
MUL F0, F2, F4
| R.O
|
SUB F8, F6, F2
| R.O
|
DIV F10, F0, F6
| Issue
|
ADD F6, F8
|
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| Load/Store
| -
| -
| Add/Sub
| -
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| Yes
| Load
| F2
|
| R3
|
|
|
| No
|
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| Yes
|
| Add/Sub
| Yes
| Sub
| F8
| F6
| F2
|
| Load/Store
| Yes
| No
|
| Divide
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
아직 MUL의 피연산자가 준비되지 않아, 피연산자 읽기 단계를 완료할 수 없다. LOAD가 실행되었고, SUB가 발행된다.
2.8. cycle 8
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| R.O
|
SUB F8, F6, F2
| R.O
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| Issue
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| -
| Add/Sub
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| Yes
| Yes
|
| Add/Sub
| Yes
| Sub
| F8
| F6
| F2
|
| Load/Store
| Yes
| Yes
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
LOAD는 되쓰기까지 완료하면서, 레지스터에 불러온 값을 다른 기능단위들이 필요로 하는지 보고 값이 준비되었다는 표시로 Rj, Rk를 Yes로 설정한다. DIV가 발행된다.
2.9. cycle 9
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| Exec
|
SUB F8, F6, F2
| Exec
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| Issue
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| -
| Add/Sub
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| No
|
2
| Add/Sub
| Yes
| Sub
| F8
| F6
| F2
|
| Load/Store
| No
| No
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
MUL과 SUB의 피연산자 읽기가 완료되며, Rj와 Rk를 No로 설정한다. 필요한 값을 Multiply FU에서 받아 와야 하기 때문에 DIV는 피연산자 읽기 단계를 완료할 수 없다. SUB가 Add/Sub 기능단위를 사용 중이기 때문에 구조 위험이 해결될 때까지 ADD를 발행할 수 없다.
2.10. cycle 10
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| Exec
|
SUB F8, F6, F2
| Exec
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| Issue
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| -
| Add/Sub
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| No
|
1
| Add/Sub
| Yes
| Sub
| F8
| F6
| F2
|
| Load/Store
| No
| No
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
MUL과 SUB가 계산되고 있다.
2.11. cycle 10
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| Exec
|
SUB F8, F6, F2
| W.B
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| Issue
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| -
| Add/Sub
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| No
|
0
| Add/Sub
| Yes
| Sub
| F8
| F6
| F2
|
| Load/Store
| No
| No
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
SUB의 실행이 완료되었다.
2.12. cycle 12
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| Exec
|
SUB F8, F6, F2
| -
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| Issue
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| -
| -
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| No
|
| Add/Sub
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
SUB는 되쓰기까지 완료되었다. 해당하는 부분을 비운다.
2.13. cycle 13
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| Exec
|
SUB F8, F6, F2
| -
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| R.O
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| Add/Sub
| -
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| No
|
| Add/Sub
| Yes
| Add
| F6
| F8
| F2
|
|
| Yes
| Yes
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
구조 위험이 해결되어 ADD를 발행할 수 있다.
2.14. cycle 14
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| Exec
|
SUB F8, F6, F2
| -
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| Exec
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| Add/Sub
| -
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| No
|
2
| Add/Sub
| Yes
| Add
| F6
| F8
| F2
|
|
| No
| No
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
ADD의 피연산자 읽기가 완료되었다.
2.15. cycle 15
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| Exec
|
SUB F8, F6, F2
| -
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| Exec
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| Add/Sub
| -
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| No
|
1
| Add/Sub
| Yes
| Add
| F6
| F8
| F2
|
|
| No
| No
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
MUL과 ADD를 계산 중이다.
2.16. cycle 16
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| Exec
|
SUB F8, F6, F2
| -
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| W.B
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| Add/Sub
| -
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| No
|
0
| Add/Sub
| Yes
| Add
| F6
| F8
| F2
|
|
| No
| No
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
ADD의 계산이 완료되었다.
2.17. cycle 17
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| Exec
|
SUB F8, F6, F2
| -
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| W.B
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| Add/Sub
| -
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| No
|
| Add/Sub
| Yes
| Add
| F6
| F8
| F2
|
|
| No
| No
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
ADD가 써야 할 F6에 있는 결과를 DIV가 아직 읽지 못했으므로, ADD는 되쓰기 단계를 완료하지 못한다.
2.18. cycle 18
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| Exec
|
SUB F8, F6, F2
| -
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| W.B
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| Add/Sub
| -
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| No
|
| Add/Sub
| Yes
| Add
| F6
| F8
| F2
|
|
| No
| No
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
MUL을 계산하고 있다.
2.19. cycle 19
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| W.B
|
SUB F8, F6, F2
| -
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| W.B
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
Multiply
| -
| -
| Add/Sub
| -
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
| Multiply
| Yes
| Mult
| F0
| F2
| F4
| Load/Store
|
| No
| No
|
| Add/Sub
| Yes
| Add
| F6
| F8
| F2
|
|
| No
| No
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| Yes
|
MUL의 계산이 완료되었다.
2.20. cycle 20
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| -
|
SUB F8, F6, F2
| -
|
DIV F10, F0, F6
| R.O
|
ADD F6, F8
| W.B
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
-
| -
| -
| Add/Sub
| -
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Multiply
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Add/Sub
| Yes
| Add
| F6
| F8
| F2
|
|
| No
| No
|
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| Yes
| Yes
|
MUL은 되쓰기까지 완료되면서, DIV에 필요한 다른 결과가 준비된다.
2.21. cycle 21
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| -
|
SUB F8, F6, F2
| -
|
DIV F10, F0, F6
| Exec
|
ADD F6, F8
| W.B
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
-
| -
| -
| Add/Sub
| -
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Multiply
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Add/Sub
| Yes
| Add
| F6
| F8
| F2
|
|
| No
| No
|
40
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| No
|
이제 DIV는 피연산자 읽기 단계를 완료할 수 있다. 이로써 WAR 위험이 해결되게 된다.
2.22. cycle 22
명령어 상태 명령어
| 다음
|
LOAD F6, 34+R2
| -
|
LOAD F2, 45+R3
| -
|
MUL F0, F2, F4
| -
|
SUB F8, F6, F2
| -
|
DIV F10, F0, F6
| Exec
|
ADD F6, F8
| -
|
Register result status F0
| F2
| F4
| F6
| F8
| F10
|
-
| -
| -
| -
| -
| Divide
|
Functional Unit status 남은 시간
| FU
| Busy
| Op
| Fi
| Fj
| Fk
| Qj
| Qk
| Rj
| Rk
|
| Load/Store
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Multiply
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Add/Sub
| No
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39
| Divide
| Yes
| Div
| F10
| F0
| F6
| Multiply
|
| No
| No
|
ADD의 되쓰기까지 완료된다.