Parallel processing 重用变量对指令级并行性和OoO执行有害吗？

我正在研究处理器，有一件事引起了我的注意，那就是高性能CPU有能力甚至是为了提高性能。所有这些都没有编译器的帮助

据我所知，处理器可以通过分析来确定哪些指令可以在同一ILP并行步骤（问题）中首先运行

@编辑

我试着举个例子。想象一下这两段代码：

int myResult;

myResult = myFunc1(); // 1
myResult = myFunc2(); // 2
j = myResult + 3;     // 3

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它们都做相同的事情，区别在于第一次我重用了变量，第二次我没有

我假设（如果我错了，请纠正我）处理器可以在第二个示例中的指令1之前运行指令2和3，因为数据将存储在两个不同的位置（寄存器？）

对于第一个示例，这是不可能的，因为如果它在指令1之前运行指令2和3，则分配给指令1的值将保留在内存中（而不是指令2的值）

问题是：

如果我重用变量（如第一个示例中所示），是否有在1之前运行指令2和指令3的策略

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还是重复使用变量会阻止指令级并行和OoO执行？

现代微处理器是一种极其复杂的设备，其复杂性已经足以让大多数人无法理解其功能的每一个方面。编译器或运行时引入了一个额外的层，这增加了复杂性。这里只能从一般性的角度来讨论，因为ARM处理器X可能比ARM处理器Y更能处理这一问题，而且两者都不同于Intel U或AMD V

更仔细地查看您的代码：

int myResult;

myResult = myFunc1(); // 1
myResult = myFunc2(); // 2
j = myResult + 3;     // 3

intmyresult

行不一定在CPU方面做任何事情。它只是指示编译器将有一个名为

myResult

的

int

类型的变量。它还没有初始化，所以还不需要做任何事情

在第一次赋值时，不使用该值。默认情况下，编译器通常会将代码直接转换为机器指令，但当您打开优化（通常对生产代码进行优化）时，这种假设就不存在了。一个好的编译器会意识到这个值从未被使用过，并且会忽略赋值。更好的编译器会警告您该值从未使用过

第二个变量实际分配给变量，该变量稍后使用。显然，在第三次任务发生之前，第二次任务必须完成。这里没有太多的优化可以进行，除非这些函数是琐碎的并且最终是内联的。然后是这些函数做什么的问题

一个“超标量”处理器，或者一个能够无序运行的处理器，对于它的雄心壮志是有限制的。它最适合的代码类型如下所示：

int a = 1;
int b = f();
int c = a * 2;
int d = a + 2;

int e = g(b);

a

的赋值是直接和直接的<代码>b是一个计算值。有趣的是，

c

和

d

具有相同的依赖性，实际上可以并行执行。它们也不依赖于

b

，因此理论上，只要结束状态正确，它们可以在

f（）

调用之前、期间或之后运行

一个线程可以同时执行多个操作，但大多数处理器对这些操作的类型和数量都有限制。例如，可能发生浮点乘法和整数加法，也可能发生两个整数加法，但不能发生两个浮点乘法运算。这取决于CPU有哪些操作，哪些寄存器可以操作，以及编译器如何预先安排数据

如果你想优化代码，节省纳秒的时间，你需要在你的目标CPU上找到一本非常好的技术手册，还要花上数不清的时间尝试不同的方法和基准测试

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简言之，变量并不重要。所有这些都是关于依赖关系、编译器以及CPU的功能。

您需要给出一个具体的例子。“处理器”不是一种编程语言。每个ISA都有自己的规则和指导方针，每种编程语言、编译器和相关的运行时都会规定一些事情。变量只是人类的一种方便。CPU看不到这样的事情。另外，请记住，“没有优化”并不是“尽可能地将代码转换成程序集”。例如，如果编译器必须将代码翻译成（例如，因为这是两个编译阶段之间选择的中间表示形式），那么无论源代码中出现什么，都不会有变量重用。您可能还需要阅读@tadman，我试着给出了一个示例。然而，在写这个问题时，我在想，理论上，CPU（其中任何一个）是否可以实现任何策略来解决这个问题（如@Damien_the_unsiver所指出的寄存器重命名技术）。不知道它是否适合网站的范围，though@Damien_The_Unbeliever对注册重命名绝对是我一直在寻找的东西。关于“无优化”：我的意思是编译器不会检测到这是一个错误的依赖项，也不会使用不同的寄存器（这会是一个优化吗？）谢谢你的回答！真的帮了大忙：）顺便说一句，我只是想更好地理解这是怎么发生的。我想如果我不得不走这么低的距离来优化代码，我会发疯的哈哈

int a = 1;
int b = f();
int c = a * 2;
int d = a + 2;

int e = g(b);