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

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

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

Transcript

1 Pipeline: Ένα παράδειγµα από.τη καθηµερινή ζωή 1. Πλυντήριο 2. Στεγνωτήριο 3. ίπλωµα 4. αποθήκευση Time Task order A B C D 6 PM AM Σειριακή προσέγγιση για 4 φορτία =8h 30 min κάθε «φάση» Time 6 PM AM Task order A B Pipelined προσέγγιση για 4 φορτία =3.5h C D Το κάθε «φορτίο» συνεχίζει να θέλει 2h, όµως περισσότερα «φορτία» ολοκληρώνονται ανά ώρα 1

2 Εντολές MIPS Πέντε στάδια: 1. Φέρε την εντολή από τη µνήµη (IF-Instruction Fetch) 2. ιάβασε τους καταχωρητές, ενώ αποκωδικοποιείς την εντολή (ID+RegisterFile Read) (στο εξής θα λέµε:id) 3. Εκτέλεση της εντολής ή υπολογισµός διεύθυνσης (µέσω ALU) (EX-execute) 4. Προσπέλαση µνήµης (MEM) 5. Εγγραφή αποτελέσµατος στο RegisterFile (-write back) 2

3 Single-cycle vs pipelined performance: Single cycle: όλες οι εντολές διαρκούν ένα κύκλο ρολογιού, ίσο µε το µήκος της πιο χρονοβόρου εντολής Έστω: 2 ns για ALU, MEM ανάγνωση ή εγγραφή και 1ns για register file ανάγνωση ή εγγραφή Instruction class Instruct. fetch Register read ALU operation Data access Register Write Load word (lw) 2ns 1ns 2ns 2ns 1ns 8ns Total Time Store word (sw) 2ns 1ns 2ns 2ns 7ns R-Type (add,sub,and, or, slt) 2ns 1ns 2ns 2ns 1ns 6ns Branch(beq) 2ns 1ns 2ns 5ns 3

4 Έστω οι παρακάτω εντολές lw: lw $1, 100($0) lw $2, 200($0) Κάθε 2ns τελειώνει και µια εντολή! lw $3, 300($0) 3x8=24ns Εδώ οι βαθµίδες δεν είναι απόλυτα ίσες. Στην ιδανική περίπτωση: time_between_instructions pipelined = time_between_instructions non_pipelined / number of pipe stages 4

5 Στη single cycle υλοποίηση, η εντολή διαρκεί ένα κύκλο ίσο µε την πιο χρονοβόρα (εδω: 8 ns) Στη pipeline υλοποίηση, το ρολόι κάθε φάσης (στάδιο-pipeline stage) διαρκεί (2 ns), ακόµα και αν υπάρχουν στάδια του 1ns Στο προηγούµενο παράδειγµα 14 ns για pipeline, 24ns για single cycle, άρα 1,71 επιτάχυνση. Άν είχαµε 1000 εντολές ακόµα: pipeline 1000x2ns + 14 ns = 2014 ns Single cycle 1000x8ns + 24 ns = 8024 ns Άρα επιτάχυνση: 8024/2014=3,98 ~4 (8ns/2ns ratio µεταξύ εντολών) 5

6 Στάδια διόδου δεδοµένων ενός κύκλου (single cycle datapath): EX (ALU result) MEM (DM result) Ροή εκτέλεσης εντολών-δεδοµένων: από αριστερά προς τα δεξιά Εξαίρεση? Write-back και επιλογή νέου PC κίνδυνος δεδομένων ( κίνδυνος ελέγχου ( 6

7 Εκτέλεση αγωγού (pipelined execution) Τι θα γίνει αν χρησιµοποιούµε την ίδια λειτουργική µονάδα (Functional Unit), π.χ. IM, RegFile, ALU, DM σε διαφορετικούς κύκλους για διαφορετικές εντολές? 7

8 Mόνο για RegFile: Μπορούµε να διαβάσουµε και να γράψουµε το RegFile στον ίδιο κύκλο: (θα µας βοηθήσει σε αποφυγή κινδύνων» hazards) Στο πρώτο µισό του κύκλου γράφουµε (σκιασµένο αριστερά) και στο δεύτερο µισό διαβάζουµε (σκιασµένο δεξιά) κύκλος: γράφουµε-διαβάζουµε Γενικά για Functional Units: Όταν ένα functional unit ή ένας pipeline register είναι σκιασµένο σηµαίνει ότι χρησιµοποιείται για ανάγνωση (σκιασµένο δεξιά) ή εγγραφή (σκιασµένο αριστερά) 8

9 Στην υλοποίηση του multicycle datapath, είχαµε την ίδια µονάδα να χρησιµοποιείται από την ίδια εντολή σε διαφορετικούς κύκλους, π.χ. ALU ή ΜΕΜ Στην pipelined υλοποίηση του datapath, έχουµε την ίδια µονάδα να χρησιµοποιείται από διαφορετικές (διαδοχικές) εντολές σε διαφορετικούς (διαδοχικούς) κύκλους Πώς διασφαλίζεται ορθότητα εκτέλεσης κάθε εντολής; Καταχωρητές κατάλληλου;;; µεγέθους ανάµεσα σε διαδοχικά στάδια (pipeline stages) 9

10 Pipelined εκδοχή του single cycle datapath (προσθέσαµε τους καταχωρητές-pipeline registers ανάµεσα σε διαδοχικά στάδια) 10

11 Read_Register_1 Read_Register_2 Ι-Type: op rs rt address_offset 6 bits 5 bits 5 bits 16 bits lw $rt, address_offset($rs) R-Type: (register type) op rs rt rd shamt funct 6 bits 5bits 5bits 5bits 5bits 6bits add $rd, $rs, $rt Write_Register Op: opcode rs,rt: register source operands Rd: register destination operand Shamt: shift amount Funct: op specific (function code) 11

12 12

13 13

14 14

15 15

16 16

17 To διορθωµένο pipeline για την lw: O αριθµός του write register έρχεται και αυτός µέσα από το pipeline τη σωστή στιγµή 17

18 Τα τµήµατα του datapath που χρησιµοποιήθηκαν κατά την εκτέλεση της lw: 18

19 19

20 20

21 21

22 22

23 Κίνδυνοι Σωλήνωσης (Pipeline Hazards) οµικοί Κίνδυνοι (structural hazards) Το υλικό δεν µπορεί να υποστηρίξει το συνδυασµό των εντολών που θέλουµε να εκτελέσουµε στον ίδιο κύκλο µηχανής.(π.χ. ενιαία L1 $ για I & D) Κίνδυνοι Ελέγχου (control hazards) Το υλικό δεν µπορεί να προχωρήσει την εκτέλεση επόµ,ενων εντολών καθώς αναµένεται η ολοκλήρωση της εκτέλεσης µιας εντολής (π.χ. Branches) Κίνδυνοι εδοµένων (data hazards) 23

24 Κίνδυνοι Δεδομένων (Data Hazards) / Το σχήμα προώθησης (forwarding) sub $2, $1, $3 # καταχωρητής $2 γράφεται από τη sub and $12, $2, $5 # 1 ος τελεστέος ($2) εξαρτάται από sub or $13, $6, $2 # 2 ος τελεστέος ($2) εξαρτάται από sub add $14, $2, $2 # 1 ος &2 ος τελεστέος $2) -//- από sub sw $15, 100($2) # offset ($2) -//- από sub 24

25 RAW WAR X Y+K Y X+S Y Z+K WAW Εξαρτήσεις εδοµένων RAW (Read-After-Write) (true-dependence) Η ανάγνωση ενός καταχωρητή πρέπει να ακολουθεί την εγγραφή στον ίδιο καταχωρητή από προηγούµενη εντολή WAR: (Write-After-Read) (anti-dependence) Η εγγραφή σε ένα καταχωρητή πρέπει να ακολουθεί την ανάγνωσή του από προηγούµενη εντολή WAW: (Write-After-Write) (output-dependence) Η εγγραφή σε ένα καταχωρητή πρέπει να ακολουθεί όλες τις εγγραφές στον ίδιο καταχωρητή από προηγούµενες εντολές 25

26 RAW - add $t0, $s0, $s1 sub $t2, $t0, $s3 or $s3, $t7, $s2 mult $t2, $t7, $s0 True dependence 26

27 WAR - add $t0, $s0, $s1 sub $t2, $t0, $s3 or $s3, $t7, $s2 mult $t2, $t7, $s0 Name dependence - antidependence 27

28 WAW - add $t0, $s0, $s1 sub $t2, $t0, $s3 or $s3, $t7, $s2 mult $t2, $t7, $s0 name dependence - output dependence 28

29 Identify all of the dependencies RAW WAR WAW add $t0, $s0, $s1 IF ID MEM sub $t2, $t0, $s3 IF ID MEM or $s3, $t7, $s2 IF ID MEM mul $t2, $t7, $s0 IF ID MEM

30 Which dependencies cause hazards? (stalls) RAW WAR WAW add $t0, $s0, $s1 IF ID MEM sub $t2, $t0, $s3 IF ID MEM or $s3, $t7, $s2 IF ID MEM mul $t2, $t7, $s0 IF ID MEM

31 Let s reorder the or RAW WAR WAW add $t0, $s0, $s1 IF ID MEM sub $t2, $t0, $s3 IF ID MEM or $s3, $t7, $s2 IF ID MEM mul $t2, $t7, $s0 IF ID MEM

32 Let s reorder the or RAW WAR WAW add $t0, $s0, $s1 IF ID MEM or $s3, $t7, $s2 RAW sub $t2, $t0, $s3 IF ID IF ID MEM MEM mul $t2, $t7, $s0 IF ID MEM

33 Let s reorder the mul RAW WAR WAW add $t0, $s0, $s1 IF ID MEM sub $t2, $t0, $s3 IF ID MEM or $s3, $t7, $s2 IF ID MEM mul $t2, $t7, $s0 IF ID MEM

34 Let s reorder the mul RAW WAR WAW add $t0, $s0, $s1 IF ID MEM mul $t2, $t7, $s0 IF ID MEM sub $t2, $t0, $s3 IF ID MEM or $s3, $t7, $s2 IF ID MEM

35 How to alleviate name dependencies? add $t0, $s0, $s1 IF ID MEM sub $t2, $t0, $s3 IF ID MEM or $s3, $t7, $s2 IF ID MEM mul $t2, $t7, $s0 IF ID MEM

36 Data Hazards: Οι εντολές ανταλλάσσουν µεταξύ τους δεδοµένα µέσω του Register File και της µνήµης. Όταν η επόµενη εντολή-ες χρειάζεται για όρισµα (ανάγνωση) κάτι που δεν έχει προλάβει να γράψει η προηγούµενη sub $2,$1,$3 IF ID EX MEM and $12,$2,$5 IF ID EX MEM or $13,$6, $2 IF ID EX MEM add $14, $2,$2 IF ID EX MEM sw $15, 100($2) IF ID EX MEM 36

37 Μία λύση είναι η καθυστέρηση(stall) του αγωγού (pipeline): Προσθέτω δύο εντολές NOP: sub $2, $1, $3 nop nop and $12, $2, $5 or $13, $6, $2 add $14, $2, $2 sw $15, 100($2) STALL (κύκλοι αναµονής) sub $2,$1,$3 IF ID EX MEM nop IF ID nop IF ID and $12,$2,$5 IF ID EX MEM or $13,$6, $2 IF ID EX MEM add $14, $2,$2 IF ID EX MEM sw $15, 100($2) IF ID EX MEM 37

38 Πιο κοµψή λύση είναι η προώθηση (forwarding): Έχουµε εξάρτηση δεδοµένων RAW. Τα αποτελέσµατα γράφονται είτε στην µνήµη είτε στο register file. Στην περίπτωση R-TYPE: Αποθηκεύονται στο RegFile, παράγονται όµως µετά την ALU, άρα είναι διαθέσιµα στον EX/MEM Πώς θα βρούν η επόµενη και η µεθεπόµενη εντολή στη φάση EX τα σωστά ορίσµατα: 1. Προωθούµε το EX/MEM αποτέλεσµα ως είσοδο για την ALU πράξη της επόµενης εντολής 2. Το ίδιο κάνουµε για τη µέθεπόµενη εντολή, προωθούµε το MEM/ αποτέλεσµα, ως είσοδο για την ALU πράξη της µεθεπόµενης εντολή Είσοδο στην ALU όχι µόνο από ID/EX καταχωρητή!! 38

39 1a. EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs 1b. EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt 2a. MEM/.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs 2b. MEM/.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt ύο περιπτώσεις (αιτίες) για hazard: Από φάση ΕΧ και από φάση ΜΕΜ sub-and hazard: EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs = $2 sub-or hazard: MEM/.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt = $2 39

40 Forwarding: Πρώτα ανιχνεύουµε την πιθανή αιτία κινδύνου Μετά κάνουµε προώθηση της κατάλληλης τιµής Forwarding για αποφυγή EX hazard Forwarding για αποφυγή MEM hazard NO hazard!! 40

41 Συνθήκες ελέγχου των κινδύνων: 1. EX hazard: if (EX/MEM.RegWrite and (EX/MEM.RegisterRd 0) and (EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs)) ForwardA = 10 if (EX/MEM.RegWrite and (EX/MEM.RegisterRd 0) and (EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt)) ForwardB=10 41

42 2. MEM hazard: if (MEM/.RegWrite and (ΜΕΜ/WΒ.RegisterRd 0) and (EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs)) ForwardA = 01 if (MEM/ RegWrite and (MEM/.RegisterRd 0) and (MEM/.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt)) ForwardB = 01 42

43 Pipelining χωρίς forwarding Forwarding paths: Από: a) ΕΧ/ΜΕΜ register και από: b) MEM/ register προς τις εισόδους της ALU 43

44 Datapath to resolve hazards via forwarding: 44

45 45

46 46

47 47

48 Kίνδυνοι δεδοµένων (data hazards) και αναπόφευκτες καθυστερήσεις (stalls) εξ αιτίας τους Όταν η εντολή που κάνει write είναι R-TYPE, τότε το αποτέλεσµα είναι έτοιµο στην φάση EX (έξοδος ALU) και αποθηκέυεται, στο τέλος του κύκλου, στον EX/MEM καταχωρητή. Οι επόµενες χρειάζονται τα ορίσµατα στην φάση ΕΧ οπότε το forwarding δουλεύει. (αφού η εντολή που κάνει write θα βρίσκεται στις ΜΕΜ και ) Το forwarding δεν δίνει όµως πάντα λύση!! 48

49 αναπόφευκτες καθυστερήσεις (stalls): Όταν η προηγούµενη εντολή (που κάνει write) είναι load ή store, τότε το αποτέλεσµα είναι έτοιµο στο τέλος της φάσης MEM ή και (ακόµα χειρότερα) 49

50 Λύση: αναπόφευκτες καθυστερήσεις (stalls) στο pipeline Επαναλαµβάνουµετις ίδιες φάσεις:id για την and και IF για την or. 50

51 Πως ανιχνεύουµε τις αναπόφευκτες καθυστερήσεις: Hazard detection unit Λειτουργεί στη φάση ID ώστε να βάλει καθυστέρηση µεταξύ του load και της χρησιµοποίησης των αποτελεσµάτων του. If (ID/EX.MemRead and ((ID/EX.RegisterRt = IF/ID RegisterRs) or (ID/EX.RegisterRt = IF/ID.RegisterRt))) Stall the pipeline Τι σηµαίνει stall: Εµποδίζουµε το PC και τον IF/ID να αλλάξουνάρα διαβάζεται σε δύο διαδοχικούς κύκλους η ίδια εντολή και αποκωδικοποιείται η ίδια επόµενή της δύο φορές συνεχόµενα 51

52 Pipelined Control: 52

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Υπόβαθρο: Διοχέτευση (Pipelining) Βασική οργάνωση Δομικοί κίνδυνοι Κίνδυνοι δεδομένων (hazards): RAW, WAR, WAW Stall

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

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

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

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

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

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

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

Δυναμική Δρομολόγηση Εντολών (Dynamic Scheduling)

Δυναμική Δρομολόγηση Εντολών (Dynamic Scheduling) Δυναμική Δρομολόγηση Εντολών (Dynamic Scheduling) Απόδοση pipeline Pipeline CPI = Ideal pipeline CPI + Structural Stalls + Data Hazard Stalls + Control Stalls Ideal pipeline CPI: μέτρο της μέγιστης απόδοσης

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

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

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

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

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

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Άσκηση 1: Λυµένες Ασκήσεις Έστω ένας επεξεργαστής, στον οποίο ένα πρόγραµµα ολοκληρώνει την εκτέλεσή

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

Υλοποίηση Mικροεπεξεργαστή MIPS -16

Υλοποίηση Mικροεπεξεργαστή MIPS -16 Υλοποίηση Mικροεπεξεργαστή MIPS -16 Διάδρομος Δεδομένων και Μονάδα Ελέγχου 1 Περίληψη Μνήμη RAM Εκτέλεση εντολών με πολλαπλούς κύκλους Σχεδιασμός Διαδρόμου Δεδομένων (Data Path) Καταχωρητής Εντολών (Instruction

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 Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ 1 Ti είναι Αρχιτεκτονική και τι Μικροαρχιτεκτονική

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

O επεξεπγαζηήρ: Η δίοδορ δεδομένων (datapath) θαη ε μονάδα ελέγσος (control)

O επεξεπγαζηήρ: Η δίοδορ δεδομένων (datapath) θαη ε μονάδα ελέγσος (control) O επεξεπγαζηήρ: Η δίοδορ δεδομένων (datapath) θαη ε μονάδα ελέγσος (control) 4 θαηεγνξίεο εληνιώλ: Σχεδίαση datapath Αξηζκεηηθέο-ινγηθέο εληνιέο (add, sub, slt θιπ) R Type Εληνιέο αλαθνξάο ζηε κλήκε (lw,

Διαβάστε περισσότερα

Υπερβαθμωτή (superscalar) Οργάνωση Υπολογιστών

Υπερβαθμωτή (superscalar) Οργάνωση Υπολογιστών Υπερβαθμωτή (superscalar) Οργάνωση Υπολογιστών 1 Περιορισμοί των βαθμωτών αρχιτεκτονικών Μέγιστο throughput: 1 εντολή/κύκλο ρολογιού (IPC 1) Υποχρεωτική ροή όλων των (διαφορετικών) τύπων εντολών μέσα από

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

-Επεξεργαστής: datapath (δίοδος δεδοµένων) (1) και control (2) -Μνήµη (3) -Συσκευές Εισόδου (4), Εξόδου (5) (Μεγάλη ποικιλία!!)

-Επεξεργαστής: datapath (δίοδος δεδοµένων) (1) και control (2) -Μνήµη (3) -Συσκευές Εισόδου (4), Εξόδου (5) (Μεγάλη ποικιλία!!) Οργάνωση Υπολογιστών 5 συστατικά στοιχεία -Επεξεργαστής: datapath (δίοδος δεδοµένων) (1) και control (2) -Μνήµη (3) -Συσκευές Εισόδου (4), Εξόδου (5) (Μεγάλη ποικιλία!!) Συσκευές γρήγορες π.χ. κάρτες γραφικών,

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

Περιορισμοί των βαθμωτών αρχιτεκτονικών

Περιορισμοί των βαθμωτών αρχιτεκτονικών Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς. Περιορισμοί

Διαβάστε περισσότερα

1.1 ΑΣΚΗΣΗ ΛΥΣΗ 2.1 ΑΣΚΗΣΗ ΛΥΣΗ 3.1 ΑΣΚΗΣΗ

1.1 ΑΣΚΗΣΗ ΛΥΣΗ 2.1 ΑΣΚΗΣΗ ΛΥΣΗ 3.1 ΑΣΚΗΣΗ 1.1 ΑΣΚΗΣΗ i) Έστω ότι οι εντολές κινητής υποδιαστολής ευθύνονται για το 25% του χρόνου εκτέλεσης ενός προγράµµατος σε ένα µηχάνηµα. Προτείνεται να βελτιωθεί το υλικό που σχετίζεται µε αριθµούς κινητής

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

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

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

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

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

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

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

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

Υπερβαθμωτή (superscalar) Οργάνωση Υπολογιστών

Υπερβαθμωτή (superscalar) Οργάνωση Υπολογιστών Υπερβαθμωτή (superscalar) Οργάνωση Υπολογιστών 1 Περιορισμοί των βαθμωτών αρχιτεκτονικών Μέγιστο throughput: 1 εντολή/κύκλο ρολογιού (IPC 1) Υποχρεωτική ροή όλων των (διαφορετικών) τύπων εντολών μέσα από

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

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

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 2 Οργάνωση μνήμης Καταχωρητές του MIPS Εντολές του MIPS 1

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 2 Οργάνωση μνήμης Καταχωρητές του MIPS Εντολές του MIPS 1 ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 2 Οργάνωση μνήμης Καταχωρητές του MIPS Εντολές του MIPS 1 Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων 1 Σύνολο Εντολών Το ρεπερτόριο

Διαβάστε περισσότερα

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φροντιστήριο: MIPS assembly

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φροντιστήριο: MIPS assembly ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φροντιστήριο: MIPS assembly Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα! Σύνταξη εντολών! Θέματα σχετικά με τη προσπέλαση, οργάνωση μνήμης διευθύνση για κάθε byte διευθύνσεις λέξεων

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

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

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

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

Εντολές του MIPS (2)

Εντολές του MIPS (2) ΗΥ 134 Εισαγωγή στην Οργάνωση και στον Σχεδιασμό Υπολογιστών Ι Διάλεξη 3 Εντολές του MIPS (2) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων 1 Παράδειγμα (συνέχεια από προηγ. διάλεξη) $s3

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 3 Εντολές του MIPS (2)

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 3 Εντολές του MIPS (2) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 3 Εντολές του MIPS (2) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Y Παράδειγμα (συνέχεια από προηγ. διάλεξη) $s3 = &A[0] = 0x0001080 &A[8]

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

HY225 Οργάνωςη Υπολογιςτών

HY225 Οργάνωςη Υπολογιςτών HY225 Οργάνωςη Υπολογιςτών Διδάςκοντεσ: Δ. Νικολόπουλοσ, Χ. Σωτηρίου. http://www.csd.uoc.gr/~hy225 1 Περιεχόμενα Pipelining Παξάιιειε εθηέιεζε εληνιώλ ζεεπηκέξνπο βήκαηα 2 επηκέξνπο βήκαηα εληνιήο απόδνζε

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

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 1 ΕΘΝΙKΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ονοματεπώνυμο: ΑΜ: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (τμήμα Λ - Ω) Εξέταση Μαρτίου 2014

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

AΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (5 ο εξάμηνο) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ (ΦΘΙΝΟΠΩΡΟ 2007) ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 2 ΩΡΕΣ 30 ΛΕΠΤΑ

AΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (5 ο εξάμηνο) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ (ΦΘΙΝΟΠΩΡΟ 2007) ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 2 ΩΡΕΣ 30 ΛΕΠΤΑ 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

Τελική Εξέταση, Απαντήσεις/Λύσεις

Τελική Εξέταση, Απαντήσεις/Λύσεις ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) HMΜY 212 Οργάνωση Η/Υ και Μικροεπεξεργαστές Εαρινό Εξάμηνο, 2007 Τελική Εξέταση, Απαντήσεις/Λύσεις Άσκηση 1: Assembly για

Διαβάστε περισσότερα

Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών

Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΗΛΕΜΑΤΙΚΗΣ Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΟ ΕΤΟΣ 2014-2015 Αρχιτεκτονική Συνόλου Εντολών (Instruction Set Architecture-ISA) 1 Ένας υπολογιστής

Διαβάστε περισσότερα

Instruction-Level Parallelism and its Dynamic Exploitation. Μάθηµα 3ο Computer Architecture-A Quantitative Approach

Instruction-Level Parallelism and its Dynamic Exploitation. Μάθηµα 3ο Computer Architecture-A Quantitative Approach Instruction-Level Parallelism and its Dynamic Exploitation Μάθηµα 3ο Computer Architecture-A Quantitative Approach Instruction-Level Parallelism (ILP) Επικάλυψη εντολών στοχεύοντας στην παράλληλη εκτέλεσή

Διαβάστε περισσότερα

Υπερβαθµωτή Οργάνωση Υπολογιστών

Υπερβαθµωτή Οργάνωση Υπολογιστών Υπερβαθµωτή Οργάνωση Υπολογιστών Από τις βαθµωτές στις υπερβαθµωτές αρχιτεκτονικές αγωγού Ανάγνωση εντολής (Instruction Fetch) Σε µία αρχιτεκτονική πλάτους s, πρέπει διαβάζονται s εντολές σε κάθε κύκλο

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

ΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. Static Scheduling. Ιάκωβος Μαυροειδής

ΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. Static Scheduling. Ιάκωβος Μαυροειδής ΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Static Scheduling Ιάκωβος Μαυροειδής Τεχνικές ελάττωσης stalls. CPI = Ideal CPI + Structural stalls + RAW stalls + WAR stalls + WAW stalls + Control stalls Θα μελετήσουμε

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Εργαστήριο 10: Επίδοση Επεξεργαστών, CPI. Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Εργαστήριο 10: Επίδοση Επεξεργαστών, CPI. Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Οργάνωση Υπολογιστών Εργαστήριο 10: Επίδοση Επεξεργαστών, CPI Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

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

Κάζε functional unit ρξεζηκνπνηείηαη κηα θνξά ζε θάζε θύθιν: αλάγθε γηα πνιιαπιό hardware = θόζηνο πινπνίεζεο!

Κάζε functional unit ρξεζηκνπνηείηαη κηα θνξά ζε θάζε θύθιν: αλάγθε γηα πνιιαπιό hardware = θόζηνο πινπνίεζεο! Single-cyle σλοποίηζη: Γηάξθεηα θύθινπ ίζε κε ηε κεγαιύηεξε εληνιή-worst case delay (εδώ ε lw) = ρακειή απόδνζε! Αληηβαίλεη κε αξρή: Κάλε ηελ πην απιή πεξίπηωζε γξήγνξε (ίζωο θαη εηο βάξνο ηωλ πην «ζύλζεηωλ»

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός. Ενότητα 6 - Σύστημα Διασωλήνωσης. Π. Ευριπίδου (2007)

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός. Ενότητα 6 - Σύστημα Διασωλήνωσης. Π. Ευριπίδου (2007) ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Ενότητα 6 Σύστημα Διασωλήνωσης Π. Ευριπίδου (2007) 1 Ταυτοχρονισμός ή Συνδρομή Λειτουργία (Concurrency) Παράλληλη Επεξεργασία (Parallelism) Replicated

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. Static Scheduling. Βασίλης Παπαευσταθίου Ιάκωβος Μαυροειδής

ΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. Static Scheduling. Βασίλης Παπαευσταθίου Ιάκωβος Μαυροειδής ΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Static Scheduling Βασίλης Παπαευσταθίου Ιάκωβος Μαυροειδής Τεχνικές ελάττωσης stalls. CPI = Ideal CPI + Structural stalls + RAW stalls + WAR stalls + WAW stalls + Control

Διαβάστε περισσότερα

Μελέτη και σχεδίαση µιας υποτυπώδους κεντρικής µονάδας επεξεργασίας στα 32 µπιτ.

Μελέτη και σχεδίαση µιας υποτυπώδους κεντρικής µονάδας επεξεργασίας στα 32 µπιτ. ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ / ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΧΑΝΙΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Μελέτη και σχεδίαση µιας υποτυπώδους κεντρικής µονάδας επεξεργασίας στα 32 µπιτ mode mode(0) ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Εµµανουήλ Καπαρού Επιβλέπων : ρ Μηχ Νικόλαος

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

ΔΙΑΛΕΞΗ 16: ΠΑΡΑΛΛΗΛΙΣΜΟΣ ΣΤΗΝ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΕΝΤΟΛΩΝ

ΔΙΑΛΕΞΗ 16: ΠΑΡΑΛΛΗΛΙΣΜΟΣ ΣΤΗΝ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΕΝΤΟΛΩΝ ΗΜΥ 312 -- ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΔΙΑΛΕΞΗ 16: ΠΑΡΑΛΛΗΛΙΣΜΟΣ ΣΤΗΝ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΕΝΤΟΛΩΝ Διδάσκουσα: ΜΑΡΙΑ Κ. ΜΙΧΑΗΛ Επίκουρη Καθηγήτρια, ΗΜΜΥ (mmichael@ucy.ac.cy) [Προσαρμογή από Computer Architecture:

Διαβάστε περισσότερα

Υπερβαθµωτή Οργάνωση Υπολογιστών

Υπερβαθµωτή Οργάνωση Υπολογιστών Υπερβαθµωτή Οργάνωση Υπολογιστών Από τις βαθµωτές στις υπερβαθµωτές αρχιτεκτονικές αγωγού Τα όρια του Παραλληλισµού σε επίπεδο εντολών (Instruction Level Parallelism - ILP) Weiss and Smith [1984] Sohi

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

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 5: Datapath x86. Παράδειγμα λειτουργίας υποθετικής αρχιτεκτονικής TOY86 Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ (Τμήματα Υπολογιστή) ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΗΣ:ΠΟΖΟΥΚΙΔΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΤΜΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Κάθε ηλεκτρονικός υπολογιστής αποτελείται

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΑΛΕΞΗ 16: ΠΑΡΑΛΛΗΛΙΣΜΟΣ ΣΤΗΝ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΕΝΤΟΛΩΝ

ΔΙΑΛΕΞΗ 16: ΠΑΡΑΛΛΗΛΙΣΜΟΣ ΣΤΗΝ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΕΝΤΟΛΩΝ ΗΜΥ 312 -- ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΔΙΑΛΕΞΗ 16: ΠΑΡΑΛΛΗΛΙΣΜΟΣ ΣΤΗΝ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΕΝΤΟΛΩΝ Διδάσκουσα: ΜΑΡΙΑ Κ. ΜΙΧΑΗΛ Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, ΗΜΜΥ (mmichael@ucy.ac.cy) [Προσαρµογή από Computer

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

Οργάνωση Υπολογιστών

Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση Υπολογιστών 5 συστατικά στοιχεία -Επεξεργαστής: datapath (δίοδος δεδοµένων) (1) και control (2) -Μνήµη (3) -Συσκευές Εισόδου (4), Εξόδου (5) (Μεγάλη ποικιλία!!) Συσκευές γρήγορες π.χ. κάρτες γραφικών,

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

Εργαστήριο Αρ. 1. Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική MIPS. Πέτρος Παναγή Σελ. 1

Εργαστήριο Αρ. 1. Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική MIPS. Πέτρος Παναγή Σελ. 1 Εργαστήριο Αρ. 1 Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική MIPS Πέτρος Παναγή Σελ. 1 Πώς Δημιουργείτε ένα Executable Αρχείο Source File: Ένα TEXT αρχείο με τον πυγαίο κώδικα. Assemble: Μεταφράζει τις assembly εντολές

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