ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ I
|
|
- Εἰλείθυια Μαυρογένης
- 4 χρόνια πριν
- Προβολές:
Transcript
1 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ I
2 MIPS Η MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) είναι μία αρχιτεκτονική συνόλου εντολών (ISA) γλώσσας μηχανής που αναπτύχθηκε από την εταιρεία MIPS Technologies (προηγουμένως MIPS Computer Systems Inc.) και ανήκει στην κατηγορία RISC (Reduced Instruction Set Computer). Οι πρώτες αρχιτεκτονικές MIPS ήταν των 32 bit, ενώ οι επόμενες ήταν των 64 bit. Υπάρχουν πολλές εκδόσεις του συνόλου εντολών MIPS στις οποίες περιλαμβάνονται οι MIPS I, MIPS II, MIPS III, MIPS IV, MIPS V, MIPS32 (32 bit), and MIPS64 (64 bit).
3 Subset of the MIPS instructions
4 MIPS instructions formats
5 Αρχιτεκτονική του MIPS
6 Διασύνδεση βασικών μονάδων στον MIPS PC: Program Counter ALU: Arithmetic Logic Unit
7 Register File και ALU
8 Register file Το register file είναι διατάξεις από καταχωρητές που χρησιμοποιούνται εσωτερικά στις μονάδες επεξεργασίας δεδομένων των επεξεργαστών. Στους σύγχρονους επεξεργαστές υπάρχουν register file με πολλές πόρτες ανάγνωσης δεδομένων. Στην συνέχεια δίδεται to λογικό σύμβολο ενός register file με n καταχωρητές r0, r1,, r(n-1) και δύο πόρτες ανάγνωσης δεδομένων.
9 Λογικό σύμβολο ενός register file με n καταχωρητές r0, r1,, r(n-1) και δύο πόρτες ανάγνωσης δεδομένων. In Write Register Select r0 r1 Read Register Select1 Write Read Register Select2 r(n-1) Out1 Out2
10 Διασύνδεση Register File και ALU στον MIPS
11 Εκτέλεση της εντολής add rd, rs, rt στον MIPS
12 Basic MIPS architecture
13 Instruction cycle του MIPS
14 Εκτέλεση διαδοχικών εντολών στον MIPS χωρίς pipeline ΙF: Instruction Fetch, ID: Instruction Decode, EX: Execute, MEM: Memory access, WB: Write Back
15 CPU pipelining Το pipelining είναι τεχνική αλληλοεπικάλυψης της εκτέλεσης των εντολών γλώσσας μηχανής σε έναν επεξεργαστή, ώστε να περιορισθεί ο χρόνος εκτέλεσης ενός συνόλου εντολών. Για την υλοποίηση του pipelining η μονάδα επεξεργασίας δεδομένων διαιρείται σε βαθμίδες και τοποθετούνται pipeline latches (flip-flops) μεταξύ των βαθμίδων. Στην αρχή κάθε κύκλου ωρολογίου γίνεται εγγραφή των εξόδων των βαθμίδων στα pipeline latches των οποίων οι έξοδοί τους παραμένουν σταθερές κατά το υπόλοιπο του κύκλου για να χρησιμοποιηθούν σαν είσοδοι από την επόμενη βαθμίδα.
16 Εκτέλεση εντολών στον MIPS με Pipeline
17 Pipelined MIPS architecture
18 IF
19 ID (RR)
20 EX
21 MEM
22 WΒ
23 Branch Prediction Με τον όρο branch prediction (πρόβλεψη διακλάδωσης) εννοούμε ένα σύνολο από τεχνικές που υλοποιούνται στους σύγχρονους επεξεργαστές, με τις οποίες επιχειρείται να προβλεφθεί εάν θα εκτελεστεί ένα conditional branch και ανάλογα να γίνει fetch εντολών σε γλώσσα μηχανής από την κατάλληλη θέση μνήμης, ώστε να μην διακοπεί το pipelining των εντολών. Υπάρχουν στατικές και δυναμικές τεχνικές πρόβλεψης διακλάδωσης.
24 Εκτέλεση εντολής διακλάδωσης σε pipeline αρχιτεκτονική χωρίς branch prediction
25
26
27
28 Superscalar architectures Στους επεξεργαστές με υπερβαθμωτή (superscalar) αρχιτεκτονική υπάρχουν δύο ή περισσότερες λειτουργικές μονάδες όπως Integer Execution Units (IEU), Floating Point Units (FPU), Branch Units. Μία ειδική μονάδα (Instruction Issue Unit) ανακαλεί εντολές από την μνήμη cache, ανιχνεύει εάν υπάρχει δυνατότητα παραλληλισμού μεταξύ των εντολών (ύπαρξη ανεξάρτητων εντολών) και αναθέτει κατάλληλα την εκτέλεση των εντολών στις διάφορες λειτουργικές μονάδες, ώστε αυτές να εκτελούνται ταυτόχρονα.
29 Superscalar architecture Μνήμη Instruction Issue Unit Instructions Execution Unit Instructions Execution Unit Register File Execution Unit
30 Superscalar architecture
31 Εκτέλεση εντολών από επεξεργαστή με superscalar αρχιτεκτονική και δύο μονάδες εκτέλεσης εντολών
32 Out-of-Order Εexecution (OoOE) Η τεχνική Out-of-Order Εexecution (OoOE) ενσωματώνεται στους περισσότερους σύγχρονους επεξεργαστές για να εκτελεστούν εντολές σε κύκλοι ωρολογίου των οποίων η μη χρήση θα είχε σαν αποτέλεσμα την καθυστέρηση στην εκτέλεση του προγράμματος. Με την τεχνική ΟοΟΕ ο επεξεργαστής ανακαλεί ομάδες και τις εκτελεί με σειρά η οποία προσδιορίζεται από την διαθεσιμότητα δεδομένων εισόδου σε αυτές, παρά με την σειρά τους στο πρόγραμμα. Με αυτό τον τρόπο αποφεύγεται ο επεξεργαστής να παραμένει ανενεργός, ενώ ανακτώνται τα δεδομένα για την επόμενη εντολή στο πρόγραμμα, και εκτελεί αντί της αμέσως επόμενης εντολής κάποια άλλη που μπορεί να εκτελεστεί άμεσα.
33
34 Αρχιτεκτονική OoOE FU: Functional Unit
35 OoOE
36 Register renaming In computer architecture, register renaming is a technique that eliminates the false data dependencies arising from the reuse of architectural registers by successive instructions that do not have any real data dependencies between them. The elimination of these false data dependencies reveals more instruction-level parallelism in an instruction stream, which can be exploited by various and complementary techniques such as superscalar and out-of-order execution for better performance.
37 Τεχνική register renaming # # Instruction 1 R1 = M[1024] 2 R1 = R M[1032] = R1 4 R1 = M[2048] 5 R1 = R M[2056] = R1 Instruction # Instruction 1 R1 = M[1024] 4 R2 = M[2048] 2 R1 = R R2 = R M[1032] = R1 6 M[2056] = R2
38
39 Αρχιτεκτονική 8086
40 Αρχιτεκτονική 80386
41 Αρχιτεκτονική 80486
42 Αρχιτεκτονική Pentium
43 Αρχιτεκτονική Pentium MMX
44 Pentium Pro
45 Pentium II
46
47
48 Pentium III
49 Αρχιτεκτονική Pentium III
50 Intel Pentium 4
51 Αρχιτεκτονική Pentium 4
52 Core 2 Architecture
53 Αρχιτεκτονική core i7
54
55
56
57
58
59 10.1. Έστω register file με δομή όπως αυτή της προηγούμενης άσκησης. Υποθέστε ότι n=8, δηλαδή ότι το register file έχει 8 καταχωρητές και έστω ότι οι καταχωρητές έχουν μήκος 16 bit. Σε δεδομένη χρονική στιγμή οι τιμές των περιεχομένων των καταχωρητών είναι αυτές που δίδονται στην συνέχεια στο δεκαεξαδικό σύστημα. R0=0x0000, R1=0x0001, R2=0x0002, R3=0x0003, R4=0x00F4, R5=0x00F5, R6=0x00F6, R7=0x00F7.
60 10.2. Στο σχήμα που δίδεται στην συνέχεια κάντε τις κατάλληλες συνδέσεις για να είναι δυνατή η εκτέλεση εντολών τύπου add rd, rs, rt, or rd, rs, rt,..
61 10.3. Έστω ότι στον επεξεργαστή μmiips εκτελείται η εντολή add $1, $2, $3 και ότι οι τιμές των καταχωρητών $2, $3 είναι 0x , 0x Στο διάγραμμα βαθμίδων που ακολουθεί δώστε τις τιμές των διασυνδέσεων που σημειώνονται.
62 10.4. Ένας επεξεργαστής χωρίς pipeline έχει χρόνο κύκλου εντολής 25 ns. Ποιος είναι ο χρόνος κύκλου ενός αντίστοιχου επεξεργαστή με 5 βαθμίδες pipeline που έχουν αντίστοιχα καθυστέρηση 5, 7, 3, 6, 4 ns, εάν η καθυστέρηση των pipeline latch είναι 1 ns.
63 10.5. Ας υποθέσουμε ότι διαθέτουμε μία μονάδα επεξεργασίας δεδομένων με 5 βαθμίδες pipeline (IF, RR, EX, DM, WB). Να δοθεί το διάγραμμα (χρόνου) της εκτέλεσης των εντολών του επόμενου τμήματος προγράμματος. (IF: Instruction Fetch, RR: Read Registers, EX: Execute, DM: Access Data Memory, WB: Write Back). ADD r1, r2, r3 SUB r4, r5, r6 MUL r8, r9, r10 DIV r12, r13, r14 Λύση ADD r1, r2, r3 SUB r4, r5, r6 MUL r8, r9, r10 DIV r11, r12, r13 IF RR EX DM WB IF RR EX DM WB IF RR EX DM WB IF RR EX DM WB
64 10.6. Ας υποθέσουμε ότι διαθέτουμε μία μονάδα επεξεργασίας δεδομένων με 5 βαθμίδες pipeline (IF, RR, EX, DM, WB). Να δοθεί το διάγραμμα (χρόνου) της εκτέλεσης των εντολών του επόμενου τμήματος προγράμματος. (IF: Instruction Fetch, RR: Read Registers, EX: Execute, DM: Access Data Memory, WB: Write Back). ADD r1, r2, r3 SUB r4, r5, r6 MUL r8, r9, r4 DIV r11, r12, r13
65 Λύση Για την ορθή εκτέλεση των εντολών πρέπει η εντολή MUL να διαβάσει την τιμή του καταχωρητή r4 όπως αυτή υπολογίστηκε από την SUB. Επομένως η εκτέλεση των εντολών πρέπει να γίνει όπως την συνέχεια ADD r1, r2, r3 SUB r4, r5, r6 MUL r8, r9, r4 DIV r11, r12, r IF RR EX DM WB IF RR EX DM 6 WB IF Data Hazard RR EX DM WB IF RR EX DM WB
66 10.7. Σε έναν επεξεργαστή με υπερβαθμωτή (superscalar) αρχιτεκτονική με δύο μονάδες επεξεργασίας δεδομένων στην οποία η εκτέλεση όλων των εντολών διαρκεί έναν κύκλο εκτελείται το επόμενο τμήμα προγράμματος. Ποιες εντολές εκτελούνται σε κάθε κύκλο. ADD LD SUB MUL SUB ST OR r1, r2, r3 r4, (r5) r7, r1, r9 r5, r4, r4 r1, r12, r10 (r13), r14 r15, r14, r12
67 Λύση Κύκλος Κύκλος Κύκλος Κύκλος ADD r1, r2, r3 SUB r7, r1, r9 SUB r1, r12, r10 OR r15, r14, r12 Η διάρκεια εκτέλεσης είναι 4 κύκλοι. LD r4, (r5) MUL r5, r4, r4 ST (r13), r14
68 10.8. Σε έναν επεξεργαστή με αρχιτεκτονική in-order superscalar με δύο μονάδες επεξεργασίας δεδομένων (ΜΕ) στην οποία η εκτέλεση όλων των εντολών διαρκεί έναν κύκλο. Ποιες εντολές εκτελούνται σε κάθε κύκλο. LD r1, (r2) SUB r4, r5, r6 ADD r3, r1, r7 MUL r8, r3, r3 ST (r11), r4 ST (r12), r8 ADD r15, r14, r13 SUB r10, r15, r10 ST (r9), r10
69 Λύση ΜΕ1 Κύκλος 1 Κύκλος 2 Κύκλος 3 Κύκλος 4 Κύκλος 5 Κύκλος 6 ΜΕ2 LD r1, (r2) SUB r4, r5, r6 ADD r3, r1, r7 MUL r8, r3, r3 ST (r11), r4 ST (r12), r8 ADD r15, r14, r13 SUB r10, r15, r10 ST (r9), r10
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 περισσότερακαι 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 περισσότερα30 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 περισσότεραΚεντρική 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 περισσότεραO 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 περισσότεραΚεντρική 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 περισσότεραMulti 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 περισσότεραΥπερβαθµωτή 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 περισσότεραΥπερβαθμωτή (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 περισσότεραΣυστήματα 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 περισσότεραΚάθε 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 περισσότεραΠεριορισμοί 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 περισσότεραPipeline: 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 περισσότερα1. 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 περισσότεραΑρχιτεκτονική υπολογιστών
1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 4 : Κρυφή Μνήμη Καρβούνης Ευάγγελος Δευτέρα, 30/11/2015 Χαρακτηριστικά Θέση Χωρητικότητα Μονάδα Μεταφοράς
Διαβάστε περισσότεραO 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 περισσότεραΔιάλεξη 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 περισσότεραΥ- 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 περισσότεραChapter 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 περισσότεραΗΥ 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 περισσότεραΥπερβαθμωτή (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 περισσότεραΔιάλεξη 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 περισσότεραΑρχιτεκτονικη υπολογιστων
ΤΕΙ Κρήτης Τμ. Μηχανικών Πληροφορικής Αρχιτεκτονικη υπολογιστων Τζαγκαράκης Χαράλαμπος hatzagarak@cs.teicrete.gr Εισαγωγη: ο επεξεργαστης και η γλωσσα του Eπεξεργαστής: MIPS Microprocessor Without Interlocked
Διαβάστε περισσότεραΜηχανοτρονική. 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 περισσότεραi 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 περισσότεραΗΥ425 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 περισσότεραΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ 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 περισσότεραΠΛΕ- 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 περισσότεραSingle 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 περισσότεραΤέτοιες 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 περισσότεραΥλοποίηση 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 περισσότεραΥ- 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 περισσότεραΕνσωµατωµένα 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 περισσότεραPipeline: 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 περισσότεραPipelined 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 περισσότεραΕΘΝΙΚΟ 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 περισσότεραCS425 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(Branch Prediction Mechanisms)
Μέθοδοι Πρόβλεψης Διακλαδώσεων (Branch Prediction Mechanisms) 1 Εντολές Διακλάδωσης Περίπου 20% των εντολών είναι εντολές διακλάδωσης Πολλά στάδια μεταξύ υπολογισμού του επόμενου PC και εκτέλεσης του branch
Διαβάστε περισσότεραΗ διασύνδεση Υλικού και λογισμικού David A. Patterson και John L. Hennessy. Chapter 5. Ο επεξεργαστής: διαδρομή δεδομένων και μονάδα ελέγχου
Η διασύνδεση Υλικού και λογισμικού David A. Patterson και John L. Hennessy Chapter 5 Ο επεξεργαστής: διαδρομή δεδομένων και μονάδα ελέγχου Ενδέκατη (11 η ) δίωρη διάλεξη. Διαφάνειες διδασκαλίας από το
Διαβάστε περισσότεραΤο 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 περισσότεραΠΛΕ- 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 περισσότεραΑρχιτεκτονική 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 περισσότεραΘέµατα 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 περισσότεραΚεφάλαιο 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 περισσότεραInstruction Execution Times
1 C Execution Times InThisAppendix... Introduction DL330 Execution Times DL330P Execution Times DL340 Execution Times C-2 Execution Times Introduction Data Registers This appendix contains several tables
Διαβάστε περισσότεραΠαραλληλισµός 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 περισσότεραΕπεξεργαστής 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 περισσότεραΑ. 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 περισσότεραΕπανάληψη 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 περισσότεραΑρχιτεκτονική 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 περισσότεραΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑ 3 ο ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΔΟΜΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΒΑΣΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΜΝΗΜΗ & CPU Λειτουργική Δομή Αρχιτεκτονική Von Neumann Όλοι οι υπολογιστές ακολουθούν την αρχιτεκτονική κατά Von-Neumann
Διαβάστε περισσότεραΠανεπιστήμιο 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 περισσότεραΙόνιο 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 περισσότεραΕΘΝΙΚΟ 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 περισσότεραΥ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Front- end: Προσκόμιση, αποκωδικοποίηση, μετονομασία καταχωρητών
Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Front- end: Προσκόμιση, αποκωδικοποίηση, μετονομασία καταχωρητών Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Προσκόμιση (fetch) πολλαπλές εντολές ανά κύκλο Μετονομασία καταχωρητών
Διαβάστε περισσότεραΕντολές Διακλάδωσης. #bubbles ~= pipeline depth X loop length. Next fetch started. Fetch. I-cache. Fetch Buffer. Decode. Issue Buffer.
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. Εντολές
Διαβάστε περισσότεραΑρχιτεκτονική 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 περισσότεραΜάθημα 3.2: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας
Κεφάλαιο 3 ο Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Μάθημα 3.: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Όταν ολοκληρώσεις το κεφάλαιο θα μπορείς: Να σχεδιάζεις την εσωτερική δομή της ΚΜΕ και να εξηγείς τη λειτουργία των επιμέρους
Διαβάστε περισσότεραΠΛΕ- 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 περισσότεραΕπεξεργαστής 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 περισσότεραΜικροαρχιτεκτονική του LC3
ΆδειαΧρήσης Τοπαρόνεκπαιδευτικόυλικόυπόκειταισε άδειεςχρήσηςcrea vecommons. Γιαεκπαιδευτικόυλικό,όπωςεικόνες,που υπόκειταισεάδειαχρήσηςάλλουτύπου, αυτήπρέπεινααναφέρεταιρητώς. Μικροαρχιτεκτονική του LC3
Διαβάστε περισσότεραΑρχιτεκτονικές Σύγχρονων Επεξεργαστών
Αρχιτεκτονικές Σύγχρονων Επεξεργαστών Aρχιτεκτονικές CPU για μικροϋπολογιστές -x86 Intel's IA-32 architecture, also called x86-32 x86-64 with AMD's AMD64 and Intel's Intel 64 version of it ARM ARM (32-bit)
Διαβάστε περισσότεραΚάθε 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 περισσότεραΔυναμική 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 περισσότεραΕργαστήριο 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 περισσότεραΓενική 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 περισσότεραΜέθοδοι Πρόβλεψης Διακλαδώσεων (Branch Prediction Mechanisms)
Μέθοδοι Πρόβλεψης Διακλαδώσεων (Branch Prediction Mechanisms) 1 Εντολές Διακλάδωσης Περίπου 20% των εντολών είναι εντολές διακλάδωσης Πολλά στάδια μεταξύ υπολογισμού του επόμενου PC και εκτέλεσης του branch
Διαβάστε περισσότεραΕίναι 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 περισσότεραΔιάλεξη 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 περισσότεραΚΕΦΑΛΑΙΟ 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 περισσότεραΚεφάλαιο 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 περισσότεραΥ- 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 περισσότεραΑρχιτεκτονική 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 περισσότεραΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7ο ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος - Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ονομάζουμε
Διαβάστε περισσότεραΑρχιτεκτονικές 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 περισσότεραChapter 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 περισσότεραΑρχιτεκτονική Υπολογιστών
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Αρχιτεκτονικό σύνολο εντολών Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται
Διαβάστε περισσότεραΕισαγωγή. 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 περισσότεραΔιοχέτευση (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 περισσότεραΟργάνωση 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 περισσότερα2η 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 περισσότεραΠΛΕ- 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 περισσότεραΑρχιτεκτονική 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 περισσότεραΕΘΝΙΚΟ 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 περισσότεραΕΠΛ221: 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; 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 περισσότεραΑρχιτεκτονική Υπολογιστών
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Οργάνωση επεξεργαστή Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε
Διαβάστε περισσότεραΟργάνωση 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 περισσότεραΕισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών
Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών Ενότητα 3: Χειρισμός δεδομένων, 2ΔΩ Τμήμα: Αγροτικής Οικονομίας & Ανάπτυξης Διδάσκων: Θεόδωρος Τσιλιγκιρίδης Μαθησιακοί Στόχοι Η Ενότητα 3 διαπραγματεύεται θέματα
Διαβάστε περισσότεραΑρχιτεκτονικές 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 περισσότεραi 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 περισσότεραΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισμός Δεδομένων
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισμός Δεδομένων 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.2 Γλώσσα Μηχανής 2.3 Εκτέλεση προγράμματος 2.4 Αριθμητικές και λογικές εντολές 2.5 Επικοινωνία με άλλες συσκευές 2.6 Άλλες αρχιτεκτονικές
Διαβάστε περισσότεραΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: 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 περισσότεραΚεντρική 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 περισσότεραΟργάνωση 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 περισσότεραΚεφάλαιο 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 περισσότεραΕΘΝΙΚΟ 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 περισσότεραΕΘΝΙKΟ 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*Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους.
Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους. *Τα φυσικά μέρη που μπορούμε να δούμε και να αγγίξουμε ονομάζονται συνολικά υλικό (hardware). * * υπερυπολογιστές
Διαβάστε περισσότεραΣτοιχεία 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