要處理CPU亂序調度中的內存數(shù)據(jù)依賴，通常涉及兩個步驟：

1.計算內存訪問的有效地址

2.檢查所有未處理完的load/store的地址，并確保沖突的load/store不能亂序執(zhí)行

A Load / Store Processing Model

load/store處理模型，如下圖所示。

load和store指令首先發(fā)給reservation station ，然后發(fā)送到load單元或store 單元。

在store單元中，store 指令首先經(jīng)過有效的地址計算和地址轉換，然后駐留在“Finished ”store 緩沖區(qū)中。 “completed ”store 緩沖區(qū)中的store 指令最終會提交到內存中。

同樣，load指令首先通過地址生成和翻譯，并最終讀取數(shù)據(jù)cache 以從內存中獲取數(shù)據(jù)。

我們可以做出的一個假設是，store 指令需要按程序順序完成，因此WAW數(shù)據(jù)依賴性是默認強制執(zhí)行的。從本質上講，處理數(shù)據(jù)依賴項可以簡化為處理load/store 依賴項（RAW和WAR）。

Handling Data Dependencies with In-order Load / Store Dispatch

最直接的解決方案是按程序順序向公共reservation station 發(fā)出load/store 指令，并從reservation station 按FIFO順序發(fā)送。只有當store 緩沖區(qū)為空時，才能發(fā)送load。然而，load指令的延遲很長，不可預測。盡早執(zhí)行l(wèi)oad至關重要。

改進的方案是支持不同地址的load bypass ，如果store 緩沖區(qū)中有地址匹配，則stall load指令。因此，不同地址的load可以繼續(xù)進行。

為了進一步加快load。如果存在地址匹配，但store buffer數(shù)據(jù)不可用，則load stall；如果存在地址匹配和store 數(shù)據(jù)可用，則將數(shù)據(jù)直接forward 到load。由于load直接從store buffer接收數(shù)據(jù)，因此可以盡早執(zhí)行l(wèi)oad指令，并避免數(shù)據(jù)cache 訪問。

Handling Data Dependencies with Out-of-order Load / Store Dispatch

如果我們亂序調度load/store，可以在store之前發(fā)放load。由于無法檢查地址匹配，因此存在潛在的RAW依賴關系。

與store指令類似，如果從reservation station 發(fā)送的store在“finished ”load buffer中發(fā)現(xiàn)匹配的load，則應刷新所有指令。

這種放松也引入了可能的WAR數(shù)據(jù)依賴性。load地址可能與后續(xù)store的地址匹配，因此會觸發(fā)不正確的數(shù)據(jù)forward 。一個簡單的解決方案是stall 匹配地址的“finished ” store的load，僅具有匹配地址的“completed ”store上數(shù)據(jù)forward 給load。