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计算机系统结构_郑纬民_软件流水
Computer Architecture, Spring 2008
软件流水
(Software Pipelining)
汤志忠(Prof. Zhizhong Tang)
tzz-dcs@
清华大学 计算机系科学与技术系
http://CPU.
1
Computer Architecture, Spring 2008
软件流水Software Pipelining
1. 基本概念 3. 全局软件流水
1.1 定义 3.1 条件执行
1.2 发展 3.2 条件组合
1.3 优点 3.3 条件预测
2. 基本块软件流水 4. 多重循环软件流水
2.1 主要方法 4.1 内层流水
2.2 强连通块 4.2 内外交替
2.3 流水寄存器 4.3 循环变换
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Computer Architecture, Spring 2008
1. 基本概念
1.1 定义
“软件流水”两个关键词：
流水：重复，对应段的时间、功能基本相同
软件：循环程序
中国大百科全书
软件流水是一种开发循环程序指令级并行性的方
法，其基本思想是：在资源限制、数据相关、控制
相关和周期性条件等的保证下，一个循环可以等价
变形，使循环的一次执行可以在前一次执行结束前
启动，从而使多个循环体按照流水线方式并行执
行，因此称为软件流水。
3
Computer Architecture, Spring 2008
1. 基本概念
1.2 发展
• 1981年, 美国的J. A. Fisher教授年提出了第
一个软件流水算法：路径调度 TRACE
• 目前已经有很多种软件流水算法
• 已经在编译器中实现软件流水：ORC,
Open64, Gcc4.0 以上等
• 微处理器支持软件流水：VLIW体系结构，
条件执行等；例如：Itanium, ARM, 龙芯
• 已经成为开发程序并行性，提高微处理器
速度的主要方法之一
4
Computer Architecture, Spring 2008
1. 基本概念
1.3 优点
• 消除程序中的绝大多数数据相关，提高指
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