CPU如何重新排序指令答案

【问题标题】：How does CPU reorder instructionsCPU如何重新排序指令
【发布时间】：2016-12-27 23:25:18
【问题描述】：

我最近阅读了有关 CPU 指令重新排序以提高效率的文章。但我无法理解 CPU 如何重新排序其指令。我的意思是编译时重新排序是可以考虑的，因为编译器可以预见即将到来的代码。但是对于一个接一个读取指令的 CPU，它如何看待即将到来的指令来重新排序它们

【问题讨论】：

与阅读句子时看到即将出现的单词的方式相同：向前看一点。
它的读取速度比执行速度要快，因此它可以看到即将执行的指令窗口。有关详细信息，请参阅 x86 tag wiki 中的一些链接，例如 Agner Fog 的 microarch pdf，以及 David Kanter's writeup of Intel's Haswell design。当然，如果您只是简单地在 Google 上搜索“乱序执行”，您会找到 the wikipedia article，您应该阅读它。
我的意思是，我对汇编代码了解不多，但据我记得，每条指令基本上都在内存中，所以如果如上所述，CPU 的读取速度比它更快执行，它可以只是跟随指令的内存位置，并期待。这不是事实，这只是我的假设，我自己也没有想过。
我写了an answer on another question，详细介绍了像 Haswell 这样的现代 x86 CPU 内核如何发现和利用乱序执行的指令级并行性。

【解决方案1】：

指令按程序顺序被提取到指令队列中；他们从队列中被解码并移动到预订站。这些保留站有效地进行重新排序：指令在参数可用时被分派到执行单元执行，并且所有参数可用的时间通常与指令队列/内存中的顺序不对应。

例如，使用Tomasulo Algorithm，请看以下两个视频：

【讨论】：

【解决方案2】：

指令按顺序解码，然后进入“进行中”指令的集合。如果满足它们的依赖关系，指令可以向前推进。

例如，假设说明是：

可能是最后两条指令同时在执行，如果寄存器 B 的内存读取首先完成（可能它已经在 L1 缓存中），那么寄存器 B 的增量将发生在寄存器 A 的增量。（当然，在解码该指令之后。）

【讨论】：