Dependencia de datos

Hay tres tipos principales de dependencias:

• RAW - Read After Write
• WAR - Write After Read
• WAW - Write After Write

Una dependencia RAW hace referencia a una situación donde se necesita un dato que aún no ha sido calculado, por ejemplo:

i1. R2 <- R1 + R3
i2. R4 <- R2 + R3

La primera instrucción calcula un valor que será guardado en el registro R2, mientras que la segunda necesita este valor para computarlo y almacenar el resultado en el registro R4. Sin embargo, en un procesador segmentado, cuando se capturan los operandos para realizar la segunda instrucción, los resultados de la primera aún no han sido guardados, de forma que aparece una dependencia de datos.

Se dice que existe una dependencia de datos en la instrucción 2, la cual depende de la finalización de la instrucción 1.

Una dependencia WAR representa un problema de ejecución concurrente, por ejemplo:

i1. r1 <- r2 + r3
i2. r3 <- r4 x r5

Si por alguna razón la instrucción 2 puede finalizar antes de que lo haga la 1 (por ejemplo, en ejecución concurrente), es necesario asegurarse de que no se almacenará el resultado en el registro R3 antes de que la instrucción 1 haya podido leer sus operandos.

Una dependencia WAW es otra de las posibles situaciones problemáticas en un entorno de ejecución concurrente, por ejemplo:

i1. r2 <- r1 + r3
i2. r2 <- r4 x r7

En este caso debe retrasarse la escritura (etapa WB) de la instrucción 2 hasta que la instrucción 1 haya finalizado.

Puede ser posible delegar la tarea de la eliminación de dependencias de datos en el compilador, que rellenará el código con las instrucciones NOP necesarias para asegurar la corrección del resultado del programa, o bien reordenará las instrucciones en aquellos fragmentos de código donde sea posible.

Otros métodos, implementados de forma física en los chips son:

• Algoritmo de marcador
• Algoritmo de Tomasulo