Pipeline Hazard(파이프라인 해저드)

정의

- 파이프라인의 성능 저해하는 요인, CPI(명령어당 실행 클럭수)가 1이 되는 것을 방해하는 문제점

- 파이프라인 수행이 지정된 클럭에서 수행되지 못하도록 방해 받는 상태

 

키워드

- 구조적 해저드(자원충돌 / Pipeline H/W Resource, Replicate Resource), 데이터 해저드
(RAW,WAR,WAW / Forwarding, Reordering, Restrict S/W), 제어 해저드(분기 /
Delayed Branch, Predict Branch)

 

메커니즘

기술요소

구조해저드

  - 명령어와 데이터가 하나의 메모리에 존재하고, 버스도 하나인 경우 발생가능 (폰노이만 구조)
  - CC4 시점에서 lw명령과 sub명령이 동시에 메모리 에 접근하여 자원 충돌
  - 하나의 요청에 대해 처리 가능한 물리적 자원에 대해, 파이프라인에 의해 둘 이상이 접근시 발생

데이터 해저드

  - 파이프라인에서 명령어수행이 Data가 준비되기 전에 사용 되는 경우 발생

  - 이전 명령이 WB(WriteBack) 단계에서, 레지스터 파일에 값을 반영하기 전에, 후속 명령이 그 값을
읽거나 쓰려고 하는 경우 발생

  - WAR, WAW는 단순한 파이프라인(5 Stage)에서는 발생하지 않음(읽는 단계가 WB단계보다 항상 먼저 있
거나-WAR, WB 단계 동일하여 후속 명령 먼저 쓰는 것 불가

제어 해저드 

- 분기문에 의한 파이프라인 스테이지(stage) 붕괴
- 10번 라인의 분기 명령의 수행 시점에 파이프라인에 적재된 14, 18번 라인 명령어 미수행 및 36
번 라인의 적재로 스테이지 붕괴