什么是 CPU 中的错误依赖？

Question

谁能帮我理解“错误依赖”是什么意思？

我的教授刚刚在这张幻灯片中解释了为什么我们不能在命令 1 之前运行命令 3，但为什么后来他称之为“假”？

Answer 1

这是“错误的”，因为后面的指令实际上并不需要前面指令中的数据。唯一的冲突是找到一个放置结果的地方。就像幻灯片说的那样，“不是真正的数据依赖”；只有 WAR 危险才是真正的依赖关系。

如果 CPU 发明了一个临时位置来放置结果，直到架构寄存器可用，它可以独立执行后面的指令。 必须等待这个寄存器准备好是可以避免的，因此它不是真正的依赖，它是错误的。

寄存器重命名通常会避免WAR and WAW hazards，除非在特殊情况下，CPU 将指令视为具有来自寄存器的输入，即使结果不依赖于寄存器中的任何位。

由于您标记了此 [intel]，即使您的幻灯片不是 x86 asm，也许您更喜欢 x86 示例：

• Why does mulss take only 3 cycles on Haswell, different from Agner's instruction tables? (Unrolling FP loops with multiple accumulators) - 使用像 movss 这样的只写指令写入相同的寄存器会破坏对先前值的依赖，因为执行 OoO exec 的 x86 CPU 也会执行寄存器重命名。在矢量点积中保持多个vfmadd 指令在运行的一种方法是使用多个寄存器来保存总和。
• Why does breaking the "output dependency" of LZCNT matter? - lzcnt eax, edx 应该对 EAX 是只写的，但是 Intel Haswell 和 Broadwell 有一个 错误的输出依赖，像 bsr eax, edx 一样调度它，它确实读取 EAX如果 EDX 为零。
• Replacing a 32-bit loop counter with 64-bit introduces crazy performance deviations with _mm_popcnt_u64 on Intel CPUs 相同的问题，但对于 popcnt，在冰湖之前对 Sandybridge-family 的错误（输出）依赖。有趣的是，它以lzcnt / bsr / tzcnt / bsf 运行on the same execution unit。
• Why doesn't GCC use partial registers? - 在许多微架构上写入部分寄存器算作完整寄存器的读-修改-写，例如mov di, 123 的调度与add edi, 123 类似，不像mov 用于32 位或64 位寄存器，overwrite the whole register to avoid false dependencies 无需进行混乱的部分寄存器重命名。
• Deoptimizing a program for the pipeline in Intel Sandybridge-family CPUs - WAW 和 WAR 错误依赖不会在 SnB 系列上停滞，对同一内存位置的独立写入也不会。