Буфер переупорядочивания и отставки

После переименования регистров МОПы записываются в буфер переупорядочивания и отставки.

Длина буфера переупорядочения составляет несколько десятков элементов (и более, например, 126). Из буфера переупорядочивания МОПы по мере готовности их к выполнению выдаются в специализированные функциональные исполнительные устройства при условии, что те готовы к их приему.

В хронологическом порядке, каждый МОП может проходиться в следующих состояниях:

1. МОП ещё не готов к выполнению – он находится в очереди планировщика;

2. МОП готов к выполнению (все аргументы для него готовы);

3. МОП выполняется одним из специализированных функциональных исполнительных устройств;

4. МОП выполнен и ждёт «отставки» либо отмены «спекулятивной» ветви (находится в буфере переупорядочивания и отставки);

5. МОП находится в процессе «отставки».

МОПы продолжают храниться в буфере переупорядочивания до тех пор, пока не будут выполнены и отставлены все более старые МОПы. Во время отставки производится запись окончательных значений в архитектурные регистры и оперативную память. Отставка операций, удаление информации о них из буфера переупорядочивания и запись окончательных значений производится в программном порядке, в котором МОПы поступили в буфер переупорядочивания. Это необходимо для того, чтобы в случае исключения или прерывания отменить результаты всех последующих операций, выполненных во внеочередном порядке.

Планировщик

Планировщик выдачи МОПов анализирует состояние всех специализированных функциональных исполнительных устройств (ФУ_i), а также готовность МОПов в буфере.

Если в буфере для ФУ_i есть хотя бы один готовый к выполнению МОП и ФУ_i свободно (освободилась первая ступень конвейера – если ФУ_i конвейерного типа, или завершено выполнение операции – если ФУ_i комбинационного типа), то планировщик выдает МОП из буфера на вход ФУ_i .

Заявки из буфера выдаются на выполнение не в том порядке, в каком они следуют в программе, а по готовности. В конкретное ФУ_i готовые к выполнению МОПы выдаются в соответствии с дисциплиною FIFO.

При заполнении буфера переупорядочивания дешифратору команд запрещается записывать новые МОПы.

За один такт планировщик может выдать несколько МОПов, в зависимости от структуры ядра процессора (например, в ядрах со структурой Haswell теоретически можно в одном такте выдать до 7 МОПов).