Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση"

Transcript

1 Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση Αρης Ευθυμίου

2 Το σημερινό μάθημα Υπόβαθρο: Διοχέτευση (Pipelining) Βασική οργάνωση Δομικοί κίνδυνοι Κίνδυνοι δεδομένων (hazards): RAW, WAR, WAW Stall (αναμονή, σταμάτημα) και προώθηση (forwarding) Κίνδυνοι ελέγχου Ακριβείς διακοπές Διοχετευμένες λειτουργικές μονάδες 2

3 Βήματα εκτέλεσης εντολής Από το μοντέλο von Neumann, για επεξεργαστές RISC: 1. Fetch προσκόμιση εντολής, από τη διεύθυνση που δείχνει ο PC (program pointer) 2. Decode αποκωδικοποίηση 3. Execute εκτέλεση 4. Αποθήκευση αποτελέσματος και ενημέρωση του PC Μικρές παραλλαγές ανάλογα με το είδος εντολής, π.χ. στο 3 ο βήμα: load/store: υπολογισμός διεύθυνσης μνήμης και προσπέλαση branch: υπολογισμός νέου PC αν η διακλάδοση ακολουθείται Παρατήρηση: δυνατή η επικάλυψη βημάτων 3

4 Διοχέτευση - pipelining Κάθε έργο A, B, διαιρείται σε n δουλειές (A 1,, A n ) που εκτελούνται με τη σειρά κάθε δουλειά απαιτεί παρόμοιο χρόνο εκτέλεσης Τα έργα περνούν μέσα από n στάδια (stages) Το i- οστό στάδιο εκτελεί την i- οστή δουλειά Κάθε δουλειά εκτελείται από διαφορετικό σταθμό Εστω t i ο χρόνος εκτέλεσης της δουλειάς A i και t M =max{t i } Με γεμάτη διοχέτευση, ένα έργο τελειώνει κάθε t M Αύξηση ρυθμού εκτέλεσης έργων Καθυστέρηση ενός έργου n x t M μπορεί να είναι μεγαλύτερη από t 1 + t t n 4

5 Παράδειγμα Πλύσιμο πιάτων: 5 άνθρωποι, 4 βρώμικα πιάτα ο καθένας Δουλειές: μεταφορά πιάτου στη κουζίνα 20 sec πέταγμα υπολειμάτων 30 sec πλύσιμο 30 sec στέγνωμα 30 sec αποθήκευση 40 sec Σειριακό πλύσιμο: 4x5 x ( ) = 3000 = 50m ρυθμός: 150 sec το πιάτο Αν βοηθήσουν όλοι; κάθε βήμα θα παίρνει 40 sec 5

6 Διοχέτευση: παρατηρήσεις Ο χρόνος κάθε σταδίου πρέπει να είναι παρόμοιος (balanced pipeline) Χρειάζεται αποθήκευση (buffering) μεταξύ σταδίων για τις μικροδιαφορές του χρόνου εκτέλεσής τους Κάθε έργο περνά από όλα τα στάδια και με την ίδια σειρά Κάθε στάδιο πρέπει να έχει διαθέσιμους όλους τους πόρους που χρειάζεται για να λειτουργήσει αλλιώς δομικός κίνδυνος (structural hazard) Διακοπές προκαλούν άδειασμα της διοχέτευσης 6

7 Στοιχεία υπόθ. επεξεργαστή RISC, load- store, 32 general purpose registers (R 0 - R 31 ) 32bit registers, PC Ξεχωριστές Instruc on, Data caches υποθέτουμε ότι πάντα έχουν ό,τι ζητηθεί Εντολές Αριθμητικές, λογικές: R i R j op R k Το Rt μπορεί να αντικατασταθεί από μία σταθερά (immediate) Μεταφορές δεδομένων: R i Mem[R j + disp] Αλλαγή ροής: br (R op R), disp Αν η συνθήκη ισχύει, PC = PC + disp 7

8 Διαχωρισμός σταδίων Εξετάζουμε τη load που χρειάζεται τα περισσότερα βήματα: Fetch Decode Execute Memory access Writeback pipeline register 8

9 Στάδιο προσκόμισης εντολής Instruc on Fetch (IF) Ανάγνωση μνήμης στη διεύθυνση που δείχνει ο καταχωρητής PC (program counter) Υπολογισμός της διεύθυνσης επόμενης εντολής: PC+4 κάθε εντολή είναι 4 bytes μνήμη είναι διευθυνσιοδοτημένη σε bytes 9

10 Στάδιο αποκωδικοποίησης Instruc on decode/register fetch (ID) Αποκωδικοποίηση εντολής Ανάγνωση από το αρχείο καταχωρητών (register file) των (μέχρι) 2 καταχωρητών πηγής Επέκταση προσήμου του τμήματος offset της εντολής για εντολές με σταθερά κωδικοποιημένη μέσα στην εντολή π.χ. branch, load, store, Υπολογισμός PC σε περίπτωση διακλάδωσης: PC + sgn- ext(offset). Σημ. το PC έχει ήδη αυξηθεί κατά 4 στο προηγούμενο κύκλο Πολλές πράξεις γίνονται πρότερα, ίσως να μή χρειαστούν! 10

11 Στάδιο Εκτέλεσης Execu on / effec ve address (EX) Εκτέλεση αριθμητικών πράξεων ανάλογα με την εντολή Μεταφορές από μνήμη: υπολογισμός διεύθυνσης τιμή καταχωρητή + σταθερά (με επέκταση προσήμου) effec ve address = base register + offset Εντολές πράξεων ALU η ALU εκτελεί τη κατάλληλη πράξη είτε μεταξύ τιμών καταχωρητών ή μεταξύ σταθεράς και καταχωρητή. Υπολογισμός συνθήκης για εντολές διακλάδοσης 11

12 Στάδιο προσπέλασης μνήμης Memory access (MEM) Η διεύθυνση που έχει υπολογιστεί στο προηγούμενο κύκλο χρησιμοποιείται για προσπέλαση μνήμης Εκτέλεση εγγραφών (store) ολοκληρώνεται εδώ. 12

13 Στάδιο επανεγγραφής Write- back Εντολές load γράφουν τη τιμή που διαβάστηκε από τη μνήμη πίσω στο αρχείο καταχωρητών και οι εντολές ΑLU. 13

14 Σχηματική αναπαράσταση 14

15 Διοχετευμένος MIPS IF/ID ID/EX EX/MEM MEM/WB 4 ADD M u x IR Zero? Branch taken PC Instruction memory IR IR MEM/WB.IR isters M u x M u x ALU Data memory M u x 16 Signextend 32 15

16 Κίνδυνοι διοχέτευσης Αν όλες οι εντολές στη διοχέτευση ήταν ανεξάρτητες, επίδοση *= αριθμός σταδίων Καταστάσεις που εμποδίζουν μία εντολή να εκτελεστεί στο χρόνο ρολογιού που της αναλογεί κίνδυνοι hazards Δομικοί - structural hazards δεν υπάρχει αρκετό υλικό για όλους τους δυνατούς συνδιασμούς εντολών της διοχέτευσης Δεδομένων - data hazards μία εντολή εξαρτάται από το αποτέλεσμα μιας άλλης Ελέγχου - control hazards διακλαδώσεις, άλματα, κλήση- επιστροφή υπορουτίνας, διακοπές 16

17 Δομικοί κίνδυνοι Συμβαίνουν όταν δεν επαρκούν οι πόροι (resources) για όλους τους πιθανούς συνδιασμούς εντολών στη διοχέτευση Παράδειγμα: σε κάποιες περιπτώσεις πρέπει να επανεγγραφούν 2 αποτελέσματα στον ίδιο κύκλο αλλά το αρχείο καταχωρητών έχει μία θύρα εγγραφής Μπορούν πάντα να απαλειφθούν «πληρώνοντας» περισσότερο υλικό Αν συμβαίνουν σπάνια, το κόστος είναι μεγαλύτερο από το όφελος 17

18 Παράδειγμα Μία θύρα μνήμης για εντολές και δεδομένα Προσπελάσεις μνήμης (δεδομένων) 40% των εντολών CPI χωρίς stalls = 1 Συχνότητα ρολογιού επεξεργαστή με το δομικό κίνδυνο 1.05 φορές από αυτού χωρίς τον κίνδυνο AvgInstTime nohazard = CPI ClockCycle nohazard =1 ClockCycle nohazard AvgInstTime withhazard = CPI ClockCycle withhazard = ( ) ClockCycle nohazard 1.05 =1.3 ClockCycle nohazard 18

19 Κίνδυνοι δεδομένων Συμβαίνουν λόγω εξαρτήσεων μεταξύ εντολών π.χ. μία εντολή περιμένει το αποτέλεσμα μιας προηγούμενης R 7 R 12 + R 15 R 8 R 7 - R 12 R 15 R 8 + R 7 Κίνδυνος Read- A er- Write (RAW) - R 7 (2 φορές), R 8 Κίνδυνος Write- A er- Read (WAR) - R 15 Κίνδυνος Write- A er- Write (WAW) 19

20 Kίνδυνοι στη διοχέτευση Time (in clock cycles) CC 1 CC 2 CC 3 CC 4 CC 5 CC 6 R 7 R 12 + R 15 IM ALU DM R 8 R 7 - R 12 IM ALU DM R 15 R 8 + R 7 IM ALU DM IM ALU IM 20

21 Αποφυγή κινδύνων - προώθηση Time (in clock cycles) CC 1 CC 2 CC 3 CC 4 CC 5 CC 6 R 7 R 12 + R 15 IM ALU DM R 8 R 7 - R 12 IM ALU DM R 15 R 8 + R 7 IM ALU DM R 7 IM ALU IM 21

22 Υλοποίηση προώθησης 22

23 Προώθηση - λεπτομέρειες R 10 R 4 + R 5 R 10 R 7 + R 10 R 8 R 10 + R 7 R 5 Mem[R 6 ] Mem[R 8 ] R 5 Η προώθηση πρέπει να δίνει το πιο πρόσφατο/καινούριο αποτέλεσμα βλ. 1 ο πρόγραμμα Υπάρχουν αρκετά μονοπάτια προώθησης βλ. 2 ο πρόγραμμα 23

24 Αναμονή - stall Time (in clock cycles) CC 1 CC 2 CC 3 CC 4 CC 5 CC 6 R 6 Mem[R 2 ] IM ALU DM R 7 R 6 + R 4 IM ALU DM IM ALU DM IM ALU IM 24

25 Pipeline interlocks Το προηγ. παράδειγμα είναι γνωστή, συνηθισμένη περίπτωση: load- use stall (ή hazard) Συνεπάγεται αντίστοιχη καθυστέρηση (l- u delay, penalty) Το υλικό πρέπει να ανιχνεύσει τέτοιες περιπτώσεις και να σταματήσει (stall) μέρος της διοχέτευσης για κατάλληλο αριθμό κύκλων τουλάχιστον 1 κύκλο στη περίπτωση load- use Αυτή η τεχνική λέγεται pipeline interlock 25

26 Αναμονή Οταν μια εντολή πρέπει να περιμένει (stall) σε ένα στάδιο διοχέτευσης για κάποιους κύκλους (όλες) οι επόμενες εντολές πρέπει επίσης να περιμένουν Δεν μπορούν να ξεκινήσουν καινούριες εντολές Οι προηγούμενες εντολές συνεχίζουν την εκτέλεσή τους αλλιώς δε θα ξαναξεκινούσε ποτέ η διοχέτευση! Δημιουργούνται κενά (bubbles) στη διοχέτευση στάδια που δεν έχουν εντολές για εκτέλεση 26

27 Υλοποίηση αναβολής load enable IF/ID stall ID/EX EX/MEM MEM/WB 4 ADD M u x IR Zero? Branch taken PC Instruction memory IR IR MEM/WB.IR isters M u x M u x ALU Data memory M u x 16 Signextend 32 27

28 Κίνδυνοι ελέγχου Η διοχέτευση είναι αποδοτική όταν είναι πάντα γεμάτη Αλλαγές στη ροή του προγράμματος διακόπτουν τη συνεχή ροή εντολών στη διοχέτευση και προκαλούν κινδύνους ελέγχου Εντολές που αλλάζουν τη ροή εκτέλεσης: διακλάδωση υπό συνθήκη άλμα (διακλάδωση χωρίς συνθήκη) κλήση υπορουτίνας επιστροφή υπορουτίνας 28

29 Διακλάδωση υπό συνθήκη Εντολή: br (Rj op Rk), displ 1. Σύγκριση: R j op R k στο στάδιο EX (ίσως στο ID, αν η σύγκριση είναι απλή) 2. αν χρειάζεται, υπολογισμός: PC + displ γίνεται πρότερα στο στάδιο ID με επιπλέον ALU 3. αν χρειάζεται, εγγραφή νέας τιμής στο PC 29

30 Διοχέτευση και διακλάδωση 30

31 Ποινή διακλάδωσης Η καθυστέρηση που προκαλεί μια διακλάδωση ονομάζεται ποινή διακλάδωσης branch penalty Ακόμα και ένας κύκλος ποινής προκαλεί απώλεια επίδοσης 10%- 30% ανάλογα με τη συχνότητα εντολών διακλάδωσης και τη κατεύθυνση που ακολουθούν Αν η απόφαση της κατεύθυνσης και ο προορισμός υπολογίζονται ταυτόχρονα στο στάδιο ID Σε άλλες αρχιτεκτονικές ή υλοποιήσεις μπορεί να υπολογίζονται σε διαφορετικούς κύκλους και αργότερα 31

32 Χειρισμός διακλαδώσεων Αναβολλή προσκόμισης όταν γνωρίζουμε ότι η εντολή είναι διακλάδωση: 1 κύκλο μετά! πιθανό κέρδος μόνο σε κατανάλωση ενέργειας Υπόθεση ότι δεν θα ακολουθηθεί (predict not- taken) συνέχιση προσκόμισης, μέχρι να έχουμε το αποτέλεσμα της συνθήκης ακύρωση των λάθος εντολών, αν η συνθήκη ισχύει Υπόθεση ότι θα ακολουθηθεί (predict taken) όταν γνωρίζουμε ότι η εντολή είναι διακλάδωση χρήσιμο αν ο υπολογισμός του προορισμού γίνεται πριν τον υπολογισμό της συνθήκης Καλύτερα: δυναμική πρόβλεψη θα εξεταστεί αργότερα 32

33 Αλλοι κίνδυνοι ελέγχου Διακοπή ροής προγράμματος από απρόβλεπτες καταστάσεις (excep ons, interrupts) π.χ. υπερχειλίσεις, page faults, διακοπές από περιφερειακά Οι διακοπές διαχειρίζονται από το Λ.Σ. με βοήθεια από το υλικό σταματά η εκτέλεση του προγράμματος τρέχει ο χειριστής διακοπών του Λ.Σ. ξαναξεκινά η εκτέλεση του προγράμματος, αν το επιτρέπει το Λ.Σ. Αποθήκευση «κατάστασης» τιμές καταχωρητών, PC Πρέπει το πρόγραμμα να μπορεί να συνεχίσει από το σημείο που διακόπηκε 33

34 Ακριβείς διακοπές precise excep ons Χρήσιμες για εύκολη αποθήκευση κατάστασης διεργασίας και γρήγορη εξυπηρέτησης της διακοπής. Εστω ότι η διακοπή προκαλείται από i- οστή εντολή Συνθήκες για precise excep ons: Οι προηγούμενες εντολές (i- 1, ) ολοκληρώνουν την εκτέλεσή τους και αποθηκεύουν τα αποτελέσματά τους Η εντολή i και οι επόμενες ακυρώνονται (no- op), χωρίς να έχουν αποθηκεύσει αποτελέσματα Η διεύθυνση της εντολής i κρατείται ως το PC της διεργασίας 34

35 Υλοποίηση precise excep ons Οταν ανιχνευθεί excep on: η εντολή που το προκαλεί παίρνει ένα σημάδι (flag) που την ακολουθεί μέχρι το τελευταίο στάδιο οι επόμενες εντολές ακυρώνονται σταματά η προσκόμιση εντολών αφήνουμε τη διοχέτευση να αδειάσει δλδ η σημαδεμένη εντολή να φτάσει στο τελευταίο στάδιο θέτουμε το excep on PC = διεύθυνση της εντολής που προκάλεσε excep on 35

36 Εναλλακτικές οργ. διοχέτευσης Προβλήματα της οργάνωσης που εξετάσαμε 1 κύκλος καθυστέρη load- use Αριθμητικές εντολές δεν κάνουν τίποτα στο MEM χρειάζονται forwarding paths Εναλλακτική ιδέα: 3 ο στάδιο μόνο για υπολογισμό διεύθυνσης (AG) επιπλέον αθροιστής 4 ο στάδιο για προσπέλαση μνήμης ή αριθμ. εντολές (MEM- EX) μετακίνηση της ALU στο 4 ο στάδιο 36

37 Βάθος διοχέτευσης Η διοχέτευση 5 σταδίων χρησιμοποιείται ελάχιστα πλέον π.χ. σε φτηνούς μικροελεγκτές Θα εξετάσουμε τα στάδια IF, ID, ΜΕΜ, WB αργότερα Το στάδιο EX περιλαμβάνει διάφορα είδη λειτουργικών μονάδων (func onal unit) γρήγορες ακέραιες αριθμητικές λογικές μονάδες αργές ακέραιες αριθμητικές μονάδες: πολλαπλασιαστές, διαιρέτες μονάδες κινητής υποδιαστολής 37

38 Διοχετ. λειτουργικές μονάδες Καθυστέρηση/Latency: αριθμός κύκλων που απαιτούνται μεταξύ της εντολής που παράγει ένα αποτέλεσμα και αυτής που το χρησιμοποιεί Integer ALU latency = 0! Η επόμενη εντολή μπορεί να χρησιμοποιήσει το αποτέλεσμα της προηγούμενης (με προώθηση) Γενικά είναι: βάθος διοχέτευσης (της μονάδας) - 1 Υποθέτουμε ότι η εντολή «καταναλωτής» χρειάζεται το αποτέλεσμα στο στάδιο EX. Αν το χρειάζεται στο MEM (εντολή store), η καθυστέρηση είναι 1 κύκλο μικρότερη Αν το χρειάζεται στο ID (σύγκριση για διακλάδωση) η καθυστέρηση είναι 1 κύκλο μεγαλύτερη 38

39 Διοχετ. λειτουργικές μονάδες Ini a on/repeat interval (μεσοδιάστημα έναρξης): αριθμός κύκλων για εκκίνηση (issue) εντολών του ίδιου τύπου (εννοείται ανεξάρτητη εντολή) Integer unit: ini a on interval = 1 - σε κάθε κύκλο μπορούμε να ξεκινήσουμε μια νέα εντολή 39

40 Υλοποίηση Integer unit EX M1 FP/integer multiply M2 M3 M4 M5 M6 M7 IF ID MEM WB FP adder A1 A2 A3 A4 FP/integer divider DIV 40

41 Επόμενη φορά Υπόβαθρο: κρυφές μνήμες (+ βοήθεια υλικού για εικονική μνήμη) 41

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση Αρης Ευθυμίου Απόδοση απλής υλοποίησης Υλοποίηση ενός κύκλου είναι πολύ αργή κάθε κύκλος είναι τόσο μεγάλος όσο χρειάζεται

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 4ο μάθημα: Διοχέτευση (Pipelining), μέρος 2 ο κίνδυνοι ελέγχου, υλοποίηση, διακοπές, εργασίες πολλών κύκλων Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls)

Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ 1 Καθυστερήσεις και Εκκενώσεις Εντολών Οι κίνδυνοι δεδομένων (data

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls) Εκκενώσεις Εντολών (Flushing)

Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls) Εκκενώσεις Εντολών (Flushing) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 2 Καθυστερήσεις (Stalls) Εκκενώσεις Εντολών (Flushing) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Καθυστερήσεις και Εκκενώσεις Εντολών

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

30 min κάθε «φάση» Pipeline: Ένα παράδειγµα από.τη καθηµερινή ζωή. 1. Πλυντήριο. 2. Στεγνωτήριο. 3. ίπλωµα. 4. αποθήκευση. προσέγγιση για 4.

30 min κάθε «φάση» Pipeline: Ένα παράδειγµα από.τη καθηµερινή ζωή. 1. Πλυντήριο. 2. Στεγνωτήριο. 3. ίπλωµα. 4. αποθήκευση. προσέγγιση για 4. Pipeline: Ένα παράδειγµα από.τη καθηµερινή ζωή Time 6 PM 7 8 9 10 11 12 1 2 AM 1. Πλυντήριο 2. Στεγνωτήριο 3. ίπλωµα 4. αποθήκευση Task order A B C D Σειριακή προσέγγιση για 4 φορτία =8h 30 min κάθε «φάση»

Διαβάστε περισσότερα

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες!

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες! Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Η υπολογιστική

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Οργάνωση επεξεργαστή Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε

Διαβάστε περισσότερα

Chapter 6 Αύξηση της απόδοσης με διοχέτευση (pipeline)

Chapter 6 Αύξηση της απόδοσης με διοχέτευση (pipeline) Chapter 6 Αύξηση της απόδοσης με διοχέτευση (pipeline) Διαφάνειες διδασκαλίας από το πρωτότυπο αγγλικό βιβλίο (4 η έκδοση), μετάφραση: Καθ. Εφαρμογών Νικόλαος Πετράκης, Τμήματος Ηλεκτρονικών Μηχανικών

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Οργάνωση επεξεργαστή Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 7ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: Πρόβλεψη διακλάδωσης, Εξαιρέσεις

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 7ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: Πρόβλεψη διακλάδωσης, Εξαιρέσεις ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 7ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: Πρόβλεψη διακλάδωσης, Εξαιρέσεις Αρης Ευθυμίου Κόστος διακλαδώσεων Οι διακλαδώσεις έχουν σχετικά μεγάλο κόστος χρόνου Τουλάχιστον ένας κύκλος

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 11 Προώθηση (Forwarding)

Διάλεξη 11 Προώθηση (Forwarding) ΗΥ 3 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη Προώθηση (Forwarding) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων (HY3) Η μέχρι τώρα μικρο-αρχιτεκτονική του MIPS ID/EX PCSrc Control WB

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΡΟΟΔΟΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΡΟΟΔΟΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232) ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΡΟΟΔΟΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232) Δευτέρα, 3 Νοεμβρίου 25 ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ 3 ΛΕΠΤΑ Για πλήρη

Διαβάστε περισσότερα

Επανάληψη Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining) Κεφάλαιο 4 - Σύστημα ιασωλήνωσης

Επανάληψη Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining) Κεφάλαιο 4 - Σύστημα ιασωλήνωσης Επανάληψη Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining) 1 ιασωλήνωση 2 Pipelining Παραλληλισμός + Pipelining 3 Χρόνος Εκτέλεσης = I x CPI x Cycle Time Με ή χωρις pipeline το Ι είναι το ίδιο όπως και τo CPI = 1. Το

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Οργάνωση Η/Υ Ενότητα 1η: Εισαγωγή στην Οργάνωση Η/Υ Άσκηση 1: Αναλύστε τη διαδοχική εκτέλεση των παρακάτω εντολών MIPS με βάση τις

Διαβάστε περισσότερα

2η ΑΣΚΗΣΗ ΣΤΗΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ακ. έτος , 5ο Εξάμηνο Σχολή ΗΜ&ΜΥ

2η ΑΣΚΗΣΗ ΣΤΗΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ακ. έτος , 5ο Εξάμηνο Σχολή ΗΜ&ΜΥ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ε Ρ Γ Α Σ Τ ΗΡ ΙΟ Υ ΠΟΛΟΓΙΣ Τ Ι Κ Ω Ν Σ Υ Σ Τ ΗΜΑΤΩΝ w w w. c s l ab.

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 13. Διακλαδώσεις. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 13. Διακλαδώσεις. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 13 Διακλαδώσεις Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Η μέχρι τώρα μικρο-αρχιτεκτονική (Eντολές Διακλάδωσης) Η μικρο-αρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

1. Οργάνωση της CPU 2. Εκτέλεση εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο επίπεδο των επεξεργαστών

1. Οργάνωση της CPU 2. Εκτέλεση εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο επίπεδο των επεξεργαστών ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ι Γ. Τσιατούχας 2 ο Κεφάλαιο ιάρθρωση 1. Οργάνωση της 2. εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο

Διαβάστε περισσότερα

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control)

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) 4 κατηγορίες εντολών: Σχεδίαση datapath Αριθμητικές-λογικές εντολές (add, sub, slt κλπ) R Type Εντολές αναφοράς στη μνήμη (lw,

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4. Ο επεξεργαστής. Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση

Κεφάλαιο 4. Ο επεξεργαστής. Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση Κεφάλαιο 4 Ο επεξεργαστής ιαφάνειες διδασκαλίας του πρωτότυπου βιβλίου µεταφρασµένες στα ελληνικά και εµπλουτισµένες (µετάφραση,

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή Εισαγωγή Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ Σκοπός του εργαστηρίου είναι να γνωρίσουµε την εσωτερική δοµή και αρχιτεκτονική της κεντρικής µονάδας επεξεργασίας, να κατανοήσουµε τον τρόπο µε τον οποίο λειτουργεί

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Κεφ. 4: O επεξεργαστής Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining)

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Κεφ. 4: O επεξεργαστής Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining) ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Κεφ. 4: O επεξεργαστής Σύστημα Διασωλήνωσης (Pipelining) 1 ιασωλήνωση 2 Διασωλήνωση και Παραλληλισμός (Parallelism) Διασωλήνωση (Pipelining):

Διαβάστε περισσότερα

Pipeline: Ένα παράδειγμα από.τη καθημερινή ζωή. 30 min κάθε «φάση»

Pipeline: Ένα παράδειγμα από.τη καθημερινή ζωή. 30 min κάθε «φάση» Pipeline: Ένα παράδειγμα από.τη καθημερινή ζωή 1. Πλυντήριο 2. Στεγνωτήριο 3. Δίπλωμα 4. αποθήκευση Σειριακή προσέγγιση για 4 φορτία = 8h 30 min κάθε «φάση» Pipelined προσέγγιση για 4 φορτία = 3.5h Το

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Back- end: χρονοπρογραμματισμός, εντολές προσπέλασης μνήμης

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Back- end: χρονοπρογραμματισμός, εντολές προσπέλασης μνήμης Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Back- end: χρονοπρογραμματισμός, εντολές προσπέλασης μνήμης Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Execu9on scheduling wake- up and select specula9ve wake- up Εκτέλεση εντολών

Διαβάστε περισσότερα

Μηχανοτρονική. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης 7 ο Εξάμηνο,

Μηχανοτρονική. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης 7 ο Εξάμηνο, Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης 7 ο Εξάμηνο, 2016-2017 ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ Μικροϋπολογιστής Υπολογιστής που χρησιμοποιείται για την είσοδο, επεξεργασία και έξοδο πληροφοριών. Είδη μικροϋπολογιστών:

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Κεφάλαιο 4: Αρχιτεκτονική των Embedded Μικροεπεξεργαστών Διδάσκων: Καθηγητής Οδυσσέας Κουφοπαύλου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παρουσιάζεται

Διαβάστε περισσότερα

Κάθε functional unit χρησιμοποιείται μια φορά σε κάθε κύκλο: ανάγκη για πολλαπλό hardware = κόστος υλοποίησης!

Κάθε functional unit χρησιμοποιείται μια φορά σε κάθε κύκλο: ανάγκη για πολλαπλό hardware = κόστος υλοποίησης! Single-cyle υλοποίηση: Διάρκεια κύκλου ίση με τη μεγαλύτερη εντολή-worst case delay (εδώ η lw) = χαμηλή απόδοση! Αντιβαίνει με αρχή: Κάνε την πιο απλή περίπτωση γρήγορη (ίσως και εις βάρος των πιο «σύνθετων»

Διαβάστε περισσότερα

και η µονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδοµένων (datapath) Εντολές διακλάδωσης (branch beq, bne) I Type Σχεδίαση datapath

και η µονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδοµένων (datapath) Εντολές διακλάδωσης (branch beq, bne) I Type Σχεδίαση datapath O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδοµένων (path) και η µονάδα ελέγχου (control) Σχεδίαση path 4 κατηγορίες εντολών: Αριθµητικές-λογικές εντολές (add, sub, slt κλπ) R Type Εντολές αναφοράς στη µνήµη (lw, sw) I

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 3 η : Μερική Επικάλυψη Μερική Επικάλυψη Μηχανισμός μερικής επικάλυψης εντολών Εξαρτήσεις Κίνδυνοι (hazards) Παροχέτευση Πρόβλεψη διακλαδώσεων Μερική επικάλυψη σε μονάδες εκτέλεσης

Διαβάστε περισσότερα

Pipeline: Ένα παράδειγµα από.τη καθηµερινή ζωή. 30 min κάθε «φάση»

Pipeline: Ένα παράδειγµα από.τη καθηµερινή ζωή. 30 min κάθε «φάση» Pipeline: Ένα παράδειγµα από.τη καθηµερινή ζωή 1. Πλυντήριο 2. Στεγνωτήριο 3. ίπλωµα 4. αποθήκευση Time Task order A B C D 6 PM 7 8 9 10 11 12 1 2 AM Σειριακή προσέγγιση για 4 φορτία =8h 30 min κάθε «φάση»

Διαβάστε περισσότερα

Παραλληλισµός Εντολών (Pipelining)

Παραλληλισµός Εντολών (Pipelining) ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων Παραλληλισµός Εντολών (Pipelining) Τµήµα Επιστήµη και Τεχνολογίας Τηλεπικοινωνιών Πανεπιστήµιο Πελοποννήσου Βιβλιογραφία Ενότητας Kuo [2005]: Chapter 3: Section 3.4,

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4: Pipelining 75

Κεφάλαιο 4: Pipelining 75 Κεφάλαιο 4: Pipelining 75 4. Pipelining Το pipelining (στα ελληνικά ορισμένες φορές καλείται σωλήνωση αλλά θα αποφύγουμε τη χρήση αυτού του όρου εδώ) είναι η λειτουργία κατά την οποία η εκτέλεση μιας διαδικασίας

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή. Σύνοψη βασικών εννοιών, 5-stage pipeline, επεκτάσεις για λειτουργίες πολλαπλών κύκλων

Εισαγωγή. Σύνοψη βασικών εννοιών, 5-stage pipeline, επεκτάσεις για λειτουργίες πολλαπλών κύκλων Εισαγωγή Σύνοψη βασικών εννοιών, 5-stage pipeline, επεκτάσεις για λειτουργίες πολλαπλών κύκλων 1 Παράγοντες που επηρεάζουν την επίδοση της CPU CPU time = Seconds = Instructions Cycles Seconds --------------

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Ταχύτητα εκτέλεσης Χρόνος εκτέλεσης = (αριθμός εντολών που εκτελούνται) Τί έχει σημασία: Χ (χρόνος εκτέλεσης εντολής) Αριθμός

Διαβάστε περισσότερα

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Απόδοση ΚΜΕ. (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης)

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Απόδοση ΚΜΕ. (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Απόδοση ΚΜΕ (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών

Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση Υπολογιστών Επιμέλεια: Γεώργιος Θεοδωρίδης, Επίκουρος Καθηγητής Ανδρέας Εμερετλής, Υποψήφιος Διδάκτορας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών 1 Άδειες Χρήσης Το παρόν υλικό

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Αριθμός bit δίαυλου δεδομένων (Data Bus) Αριθμός bit δίαυλου διευθύνσεων (Address Bus) Μέγιστη συχνότητα λειτουργίας (Clock Frequency) Τύποι εντολών Αριθμητική

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Αρχιτεκτονικό σύνολο εντολών Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua.gr ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4. Ο επεξεργαστής

Κεφάλαιο 4. Ο επεξεργαστής Κεφάλαιο 4 Ο επεξεργαστής Εισαγωγή Παράγοντες απόδοσης της CPU Πλήθος εντολών Καθορίζεται από την αρχιτεκτονική συνόλου εντολών και το μεταγλωττιστή CPI και Χρόνος κύκλου Καθορίζεται από το υλικό της CPU

Διαβάστε περισσότερα

Multi Cycle Datapath. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: Νεκ. Κοζύρης

Multi Cycle Datapath. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: Νεκ. Κοζύρης Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: 2014-2015 Νεκ. Κοζύρης nkoziris@cslab.ece.ntua.gr Multi Cycle Datapath http://www.cslab.ece.ntua.gr/courses/comparch/ Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών (Ι)

Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2014-15 Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) (η κεντρική μονάδα επεξεργασίας) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Τι εννοούμε με τον όρο υπολογιστικό σύστημα και τι με τον όρο μικροϋπολογιστικό σύστημα; Υπολογιστικό

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 6 Βελτίωση Απόδοσης με Διασωλήνωση (Enhancing Performance with Pipelining)

Κεφάλαιο 6 Βελτίωση Απόδοσης με Διασωλήνωση (Enhancing Performance with Pipelining) Κεφάλαιο 6 Βελτίωση Απόδοσης με Διασωλήνωση (Enhancing Performance with Pipelining) 1 Διασωλήνωση (Pipelining) Διασωληνώση: επικαλυπτόμενη εκτέλεση πολλαπλών εντολών σε ένα κύκλο του ρολογιού, όπως σε

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπερβαθμωτοι επεξεργαστές

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπερβαθμωτοι επεξεργαστές Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπερβαθμωτοι επεξεργαστές Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Υπερβαθμωτοί επεξεργαστές (superscalar) Εκτέλεση σε σειρά Εκτέλεση εκτός σειράς Alpha 21164 Scoreboard Μετονομασία

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 8ο μάθημα: Παραλληλία επιπέδου εντολής

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 8ο μάθημα: Παραλληλία επιπέδου εντολής ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 8ο μάθημα: Παραλληλία επιπέδου εντολής Αρης Ευθυμίου Ταχύτερη εκτέλεση Με τις τεχνικές που είδαμε στα προηγούμενα μαθήματα μπορούμε να εκτελέσουμε (με επικάλυψη) περίπου 1 εντολή

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 6: Διασωλήνωση Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών http://arch.icte.uowm.gr/mdasyg

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) Τμήματα ΚΜΕ (CPU) Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (Ι)

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) Τμήματα ΚΜΕ (CPU) Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2015-16 Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) (η κεντρική μονάδα επεξεργασίας) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα

Διαβάστε περισσότερα

Διοχέτευση (Pipeline)

Διοχέτευση (Pipeline) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη Διοχέτευση (ipeline) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Θέματα Απόδοσης Αν και απλή, η υλοποίηση ενός κύκλου ρολογιού είναι

Διαβάστε περισσότερα

Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών

Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών (Pipelining και άλλες τεχνικές αύξησης απόδοσης) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υποσύστημα μνήμης Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Διαβάστε περισσότερα

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control)

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) 4 κατηγορίες εντολών: Σχεδίαση datapath Αριθμητικές-λογικές εντολές (add, sub, slt κλπ) R Type Εντολές αναφοράς στη μνήμη (lw,

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 5ο μάθημα:αρχές, ιδιότητες αρχιτεκτονικού συνόλου εντολών (ISA) Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου Εσωτερική αποθήκευση

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. Προχωρημένες Τεχνικές Pipelining. Ιάκωβος Μαυροειδής

ΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. Προχωρημένες Τεχνικές Pipelining. Ιάκωβος Μαυροειδής ΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Προχωρημένες Τεχνικές Pipelining. Ιάκωβος Μαυροειδής WB Data Imm Επεξεργαστής DLX Instruction Fetch Instr. Decode Reg. Fetch Execute Addr. Calc Memory Access Write Back

Διαβάστε περισσότερα

i Throughput: Ο ρυθμός ολοκλήρωσης έργου σε συγκεκριμένο χρόνο

i Throughput: Ο ρυθμός ολοκλήρωσης έργου σε συγκεκριμένο χρόνο Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 6-7 Απόδοση ΚΜΕ (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Διαβάστε περισσότερα

2 η Ενδιάμεση Εξέταση Λύσεις/Απαντήσεις

2 η Ενδιάμεση Εξέταση Λύσεις/Απαντήσεις ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) HMMY 212 Οργάνωση Η/Υ και Μικροεπεξεργαστές Εαρινό Εξάμηνο, 2007 2 η Ενδιάμεση Εξέταση Λύσεις/Απαντήσεις Άσκηση 1: Διασωλήνωση

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση μονάδας ελέγχου επεξεργαστή

Σχεδίαση μονάδας ελέγχου επεξεργαστή Σχεδίαση μονάδας ελέγχου επεξεργαστή Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: 29-2 Νεκτάριος Κοζύρης nkoziris@cslab.ece.ntua.gr http://www.cslab.ece.ntua.gr/courses/comparch/ Datapath ενός

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας. Επανάληψη: Απόδοση ΚΜΕ. ΚΜΕ ενός κύκλου (single-cycle) Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών. Υπολογιστικό σύστημα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας. Επανάληψη: Απόδοση ΚΜΕ. ΚΜΕ ενός κύκλου (single-cycle) Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών. Υπολογιστικό σύστημα Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών (Pipelining και άλλες τεχνικές αύξησης απόδοσης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Central Processing Unit -CPU) ή απλούστερα επεξεργαστής αποτελεί το μέρος του υλικού που εκτελεί τις εντολές ενός προγράμματος υπολογιστή

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7ο ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος - Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ονομάζουμε

Διαβάστε περισσότερα

Τέτοιες λειτουργίες γίνονται διαμέσου του

Τέτοιες λειτουργίες γίνονται διαμέσου του Για κάθε εντολή υπάρχουν δυο βήματα που πρέπει να γίνουν: Προσκόμιση της εντολής (fetch) από τη θέση που δείχνει ο PC Ανάγνωση των περιεχομένων ενός ή δύο καταχωρητών Τέτοιες λειτουργίες γίνονται διαμέσου

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Εργαστήριο 9: Εισαγωγή στην Ομοχειρία (Pipelining - Διοχέτευση) Μανόλης Γ.Η.

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Εργαστήριο 9: Εισαγωγή στην Ομοχειρία (Pipelining - Διοχέτευση) Μανόλης Γ.Η. ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Οργάνωση Υπολογιστών Εργαστήριο 9: Εισαγωγή στην Ομοχειρία (Pipelining - Διοχέτευση) Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 6ο μάθημα: χρονοπρογραμματισμός, αλγόριθμος Tomasulo, εικασία Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου InstrucDon- Level

Διαβάστε περισσότερα

Θέµατα Φεβρουαρίου

Θέµατα Φεβρουαρίου Θέµατα Φεβρουαρίου 2-2 cslab@ntua 2- Θέµα ο (3%): Έστω η παρακάτω ακολουθία εντολών που χρησιµοποιείται για την αντιγραφ από µια θέση µνµης σε µια άλλη (memory-to-memory copy): lw $2, ($) sw $2, 2($) i)

Διαβάστε περισσότερα

Single Cycle Datapath. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: Νεκ. Κοζύρης

Single Cycle Datapath. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: Νεκ. Κοζύρης Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: 2014-2015 Νεκ. Κοζύρης nkoziris@cslab.ece.ntua.gr Single Cycle Datapath http://www.cslab.ece.ntua.gr/courses/comparch/ Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

CS425 Computer Systems Architecture

CS425 Computer Systems Architecture CS425 Computer Systems Architecture Fall 2017 Dynamic Instruction Scheduling: Scoreboard CS425 - Vassilis Papaefstathiou 1 DLX Processor Instruction Fetch Instr. Decode Reg. Fetch Execute Addr. Calc Memory

Διαβάστε περισσότερα

Chapter 5. Ο επεξεργαστής: διαδρομή δεδομένων και μονάδα ελέγχου. Ενδέκατη (11 η ) δίωρη διάλεξη.

Chapter 5. Ο επεξεργαστής: διαδρομή δεδομένων και μονάδα ελέγχου. Ενδέκατη (11 η ) δίωρη διάλεξη. Chapter 5 Ο επεξεργαστής: διαδρομή δεδομένων και μονάδα ελέγχου Ενδέκατη (11 η ) δίωρη διάλεξη. Διαφάνειες διδασκαλίας από το πρωτότυπο αγγλικό βιβλίο (4 η έκδοση), μετάφραση: Καθ. Εφαρμογών Νικόλαος Πετράκης,

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 5ο μάθημα: πρόβλεψη διακλάδωσης, διαφοροποιημένη διοχέτευση, χρονοπρογραμματισμός Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου

Διαβάστε περισσότερα

Pipelined Datapath, Hazards and Forwarding

Pipelined Datapath, Hazards and Forwarding Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών - Μηχανικών Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Νεκτάριος Κοζύρης Pipelined Datapath, Hazards and Forwarding Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Η/Υ

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Η/Υ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Η/Υ Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 7 ο ΠΜΣ Εφαρμοσμένη Πληροφορική ΔΙΑΔΟΧΙΚΕΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ Σειριακή εκτέλεση, χωρίς καμία επικάλυψη: 50ns 100ns Δ1 Χρόνος Δ2 Δ3 Συνολικός χρόνος ολοκλήρωσης

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση IF ID EX MEM WB α. 300ps 400ps 350ps 500ps 100ps β. 200ps 150ps 120ps 190ps 140ps

Άσκηση IF ID EX MEM WB α. 300ps 400ps 350ps 500ps 100ps β. 200ps 150ps 120ps 190ps 140ps Άσκηση 4.12 Στην άσκηση αυτή, εξετάζουµε την επίδραση της διοχέτευσης στο χρόνο κύκλου ρολογιού του επεξεργαστή. Τα προβλήµατα αυτής της άσκησης θεωρούν ότι τα µεµονωµένα στάδια της διαδροµής δεδοµένων

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών

Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (Instruction Set Architectures - ISA) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Ο

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Σύγχρονοι υπολογιστές Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 6: Διασωλήνωση Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών http://arch.icte.uowm.gr/mdasyg

Διαβάστε περισσότερα

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems)

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Μαθηµα 2 ηµήτρης Λιούπης 1 Intel SA-1110 µc StrongARM core. System-on-Chip. Εξέλιξη των SA-110 και SA-1100. 2 ARM cores ARM: IP (intellectual

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση επεξεργαστή (1 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Οργάνωση επεξεργαστή (1 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Οργάνωση επεξεργαστή (1 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Κώδικας μηχανής (E) Ο επεξεργαστής μπορεί να εκτελέσει το αρχιτεκτονικό σύνολο εντολών (instruction set architecture) Οι

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Αρχιτεκτονική σύγχρονων πυρήνων επεξεργαστών

Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Αρχιτεκτονική σύγχρονων πυρήνων επεξεργαστών Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Αρχιτεκτονική σύγχρονων πυρήνων επεξεργαστών Αρης Ευθυμίου Διαδικαστικά Ιστοσελίδα μαθήματος: h:p://www.cs.uoi.gr/~plmy07/ Διαφάνειες μαθημάτων, κτλ 2 Γρήγορη εκτέλεση σειριακού

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισμός Δεδομένων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισμός Δεδομένων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισμός Δεδομένων Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Γλώσσα Μηχανής Εκτέλεση προγράμματος Αριθμητικές και λογικές εντολές Παράδειγμα: μια απλή Γλώσσα Μηχανής Επικοινωνία με άλλες συσκευές

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ε Ρ Γ ΑΣ Τ ΗΡ ΙΟ Υ ΠΟΛΟΓΙΣ Τ ΙΚΩΝ Σ Υ Σ Τ ΗΜΑΤΩΝ w w w. c s l ab.ece.ntua.gr

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 11-12 : Δομή και Λειτουργία της CPU Ευάγγελος Καρβούνης Παρασκευή, 22/01/2016 2 Οργάνωση της CPU Η CPU πρέπει:

Διαβάστε περισσότερα

Α. Δίνονται οι. (i) στη. πρέπει να. πιο. (ii) $a0. $s0 θα πρέπει να. αποθήκευση. αυξάνει τον. f: sub sll add sub jr. h: addi sw sw.

Α. Δίνονται οι. (i) στη. πρέπει να. πιο. (ii) $a0. $s0 θα πρέπει να. αποθήκευση. αυξάνει τον. f: sub sll add sub jr. h: addi sw sw. ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΡ ΙΟ ΥΠΟΛΟΟ ΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua. gr ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 10ο μάθημα: Ορια παραλληλίας επιπέδου εντολής και πολυνηματικοί επεξεργαστές Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου Ορια

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 7ο μάθημα: Κρυφές μνήμες (cache) - εισαγωγή Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου Σύστημα μνήμης! Η μνήμη είναι σημαντικό

Διαβάστε περισσότερα

Μικροαρχιτεκτονική του LC3

Μικροαρχιτεκτονική του LC3 ΆδειαΧρήσης Τοπαρόνεκπαιδευτικόυλικόυπόκειταισε άδειεςχρήσηςcrea vecommons. Γιαεκπαιδευτικόυλικό,όπωςεικόνες,που υπόκειταισεάδειαχρήσηςάλλουτύπου, αυτήπρέπεινααναφέρεταιρητώς. Μικροαρχιτεκτονική του LC3

Διαβάστε περισσότερα

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ARM και x86

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ARM και x86 ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ARM και x86 Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα! Λυση του lab02! Αρχιτεκτονική ARM σε τι μοιάζει και σε τι διαφέρει από τον MIPS! Αρχιτεκτονική x86 μια γρήγορη ματιά στη

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός. Κεφ. 4: Ο επεξεργαστής 1. Διάδρομος δεδομένων και μονάδα ελέγχου 2.

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός. Κεφ. 4: Ο επεξεργαστής 1. Διάδρομος δεδομένων και μονάδα ελέγχου 2. ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Κεφ. 4: Ο επεξεργαστής 1. Διάδρομος δεδομένων και μονάδα ελέγχου 2. Pipelining (Αν υπάρχει χρόνος) Θα ξαναπάμε πίσω στο Κεφ.3αργότερα. ΕΠΛ 221--

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 3 : Μια άποψη του κορυφαίου επιπέδου λειτουργίας και διασύνδεσης του υπολογιστή Καρβούνης Ευάγγελος Η έννοια

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙKΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Ονοματεπώνυμο: ΑΜ:

ΕΘΝΙKΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Ονοματεπώνυμο: ΑΜ: ΕΘΝΙKΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ονοματεπώνυμο: ΑΜ: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (τμήμα Μ - Ω) Κανονική εξεταστική Φεβρουαρίου

Διαβάστε περισσότερα

Επεξεργαστής Υλοποίηση ενός κύκλου μηχανής

Επεξεργαστής Υλοποίηση ενός κύκλου μηχανής ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 9 Επεξεργαστής Υλοποίηση ενός κύκλου μηχανής Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων 1 Ti είναι Αρχιτεκτονική και τι Μικροαρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

Είναι το «μυαλό» του υπολογιστή μας. Αυτός κάνει όλους τους υπολογισμούς και τις πράξεις. Έχει δική του ενσωματωμένη μνήμη, τη λεγόμενη κρυφή

Είναι το «μυαλό» του υπολογιστή μας. Αυτός κάνει όλους τους υπολογισμούς και τις πράξεις. Έχει δική του ενσωματωμένη μνήμη, τη λεγόμενη κρυφή 1 Είναι το «μυαλό» του υπολογιστή μας. Αυτός κάνει όλους τους υπολογισμούς και τις πράξεις. Έχει δική του ενσωματωμένη μνήμη, τη λεγόμενη κρυφή μνήμη(cache). Η cache είναι πολύ σημαντική, πολύ γρήγορη,

Διαβάστε περισσότερα

; Τι περιέχεται στη συσκευασία ενός μικροεπεξεργαστή σήμερα;

; Τι περιέχεται στη συσκευασία ενός μικροεπεξεργαστή σήμερα; Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (Instruction Set Architectures - ISA) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Τι

Διαβάστε περισσότερα

Γενική οργάνωση υπολογιστή «ΑΒΑΚΑ»

Γενική οργάνωση υπολογιστή «ΑΒΑΚΑ» Περιεχόμενα Γενική οργάνωση υπολογιστή «ΑΒΑΚΑ»... 2 Καταχωρητές... 3 Αριθμητική-λογική μονάδα... 3 Μονάδα μνήμης... 4 Μονάδα Εισόδου - Εξόδου... 5 Μονάδα ελέγχου... 5 Ρεπερτόριο Εντολών «ΑΒΑΚΑ»... 6 Φάση

Διαβάστε περισσότερα

Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα

Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα 1. Ποια είναι η σχέση της έννοιας του μικροεπεξεργαστή με αυτή του μικροελεγκτή; Α. Ο μικροεπεξεργαστής εμπεριέχει τουλάχιστο έναν μικροελεγκτή. Β. Ο

Διαβάστε περισσότερα

; Γιατί είναι ταχύτερη η λήψη και αποκωδικοποίηση των εντολών σταθερού μήκους;

; Γιατί είναι ταχύτερη η λήψη και αποκωδικοποίηση των εντολών σταθερού μήκους; Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (ΙΙ) (Δομή Εντολών και Παραδείγματα) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Αρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua.gr ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Τμήμα Λογιστικής Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές Μάθημα 8 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας και Μνήμη 1 Αρχιτεκτονική του Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Μονάδες Εισόδου Κεντρική

Διαβάστε περισσότερα

Κάθε functional unit χρησιµοποιείται µια φορά σε κάθε κύκλο: ανάγκη για πολλαπλό hardware = κόστος υλοποίησης!

Κάθε functional unit χρησιµοποιείται µια φορά σε κάθε κύκλο: ανάγκη για πολλαπλό hardware = κόστος υλοποίησης! Single-cyle υλοποίηση: ιάρκεια κύκλου ίση µε τη µεγαλύτερη εντολή-worst case delay (εδώ η lw) = χαµηλή απόδοση! Αντιβαίνει µε αρχή: Κάνε την πιο απλή περίπτωση γρήγορη (ίσως και εις βάρος των πιο «σύνθετων»

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (ΙΙ)

Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (ΙΙ) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (ΙΙ) (Δομή Εντολών και Παραδείγματα) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Αρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 5ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση ενός κύκλου

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 5ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση ενός κύκλου ΠΛΕ- 27 Μικροεπεξεργαστές 5ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση ενός κύκλου Αρης Ευθυμίου Δομή σύγχρονων υπολογιστών Κώδικας μηχανής Αρχιτεκτονικό συνόλο εντολών (InstrucDon Set Architecture ISA)

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ

Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ Βιβλιογραφία Ενότητας Kehtarnavaz [2005]: Chapter 3 Kuo [2005]: Chapters 1 & 4-5 Lapsley [2002]: Chapter 4 Hayes [2000]: Κεφάλαιo 8

Διαβάστε περισσότερα