Comprender la solución del problema de canalización de instrucciones del procesador

Necesito ayuda para comprender la solución del manual de soluciones.
La pregunta es del ejercicio 4.13.5 del capítulo 4 del libro Computer Organization and Design de Patterson y Hannessey (4ª edición).
La pregunta es sobre la canalización de instrucciones.

La pregunta

Considere dos secuencias de instrucciones: agregue instrucciones NOP a este código para eliminar los peligros si solo hay reenvío ALU-ALU (sin reenvío desde el MEM a la etapa EX).
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la solución del manual de solución

Con el reenvío solo ALU-ALU, una instrucción ALU puede reenviar a la siguiente instrucción, pero no a la segunda instrucción siguiente (porque eso sería reenviar de MEM a EX). Una carga no puede reenviar en absoluto, porque determina el valor de los datos en la etapa MEM, cuando es demasiado tarde para el reenvío ALU-ALU. Tenemos:ingrese la descripción de la imagen aquí

Dudas

  1. La pregunta pide agregar NOP. Pero no veo un solo NOP en la solución dada.

  2. En la solución, dice "Una carga no puede reenviar en absoluto, porque determina el valor de los datos en la etapa MEM, cuando es demasiado tarde para el reenvío ALU-ALU". Entonces, ¿cómo puede haber "reenvío ALU-ALU de R4 desde I2" en la secuencia de instrucción 1?

  3. No entiendo el significado de la pregunta en sí. ¿Significa reemplazar el reenvío ALU-ALU con NOP y mantener intacto el reenvío MA-EX?

  4. Este enlace da la solución a la segunda secuencia de instrucciones de la siguiente manera: mientras que este enlace chegg da su solución de la siguiente manera: ¿ Qué es verdad?
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(Hay otros recursos que brindan otras secuencias de instrucciones, como ppts y pdf de diferentes cursos universitarios, pero ninguno de ellos brinda una solución lógica satisfactoria. No los incluí aquí para evitar más confusiones).

Respuestas (1)

Si estoy leyendo la pregunta correctamente, no significa que el reenvío ALU-ALU esté prohibido en una instrucción LW, sino que el nuevo resultado de la carga no se reenviará desde la etapa MEM, por lo que ahora tiene un riesgo de datos entre I2 y I3 en a. (Editar: el reenvío de MEM es realmente discutible aquí ya que la etapa EX de I3 ocurre al mismo tiempo que la etapa MEM de I2, por lo que cualquier reenvío será demasiado tarde).

Si se trata de una tubería RISC clásica, simplemente debe agregar (editar: dos para tener en cuenta tanto MEM como WB) NOP entre LW y ADD para evitar el riesgo de datos aquí.

Las soluciones que encontró son verdaderas solo para ALU-ALU, no se produce el reenvío.

Si el reenvío ALU-ALU significa reenvío EX-EX y si entiendo el tema correctamente, supongo que no puede haber reenvío ALU-ALU (EX-EX) de la instrucción LW a la siguiente instrucción, ya que en la etapa EX de la instrucción LW, ALU calcula la dirección efectiva del operando a cargar desde la memoria al registro. Este operando está disponible solo en la etapa MEM. Por lo tanto, el reenvío EX-EX no es posible. Por lo tanto, siento que no podemos decir que la pregunta "no significa que el reenvío ALU-ALU está prohibido en una instrucción LW"
¿Quiere decir que necesitamos agregar dos NOP después de LW? En caso afirmativo, es correcto porque la otra pregunta solicita hacerlo (agregue NOP para eliminar cualquier riesgo de dependencia de datos) y el manual de solución dice lo mismo (dos NOP después de LW). Pero esa es otra pregunta, no esta pregunta.
Al leer esta pregunta nuevamente, dice "Agregue instrucciones NOP a este código para eliminar riesgos si solo hay reenvío ALU-ALU (sin reenvío desde el MEM a la etapa EX)". Dice "si solo hay reenvío ALU-ALU", ¿eso significa que no deberíamos preocuparnos por el problema LWya que requiere MEM-IDreenvío? y solo debemos pensar en la secuencia de instrucciones (b)?
Hermano, ¿sin comentarios?
Lo siento, estuve desconectado unos días. Para LW, el problema es que necesita el reenvío de MEM a ID para que ADD haga su trabajo, pero como usted dijo que el reenvío de MEM-ID no está permitido, por lo tanto, debe agregar los NOP necesarios para la carga de memoria y registrar escribir de nuevo a completo.
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