Δυναμική Δρομολόγηση Εντολών (Dynamic Scheduling)
|
|
- Κίρκη Φωτόπουλος
- 8 χρόνια πριν
- Προβολές:
Transcript
1 Δυναμική Δρομολόγηση Εντολών (Dynamic Scheduling)
2 Απόδοση pipeline Pipeline CPI = Ideal pipeline CPI + Structural Stalls + Data Hazard Stalls + Control Stalls Ideal pipeline CPI: μέτρο της μέγιστης απόδοσης που μπορούμε να έχουμε με την εκάστοτε υλοποίηση του pipeline Structural hazards: όταν το υλικό δεν μπορεί να υποστηρίξει ταυτόχρονη εκτέλεση συγκεκριμένων εντολών Data hazards: όταν μια εντολή χρειάζεται το αποτέλεσμα μιας προηγούμενης, η οποία βρίσκεται ακόμη στο pipeline Control hazards: όταν εισάγεται καθυστέρηση μεταξύ του φορτώματος εντολών και της λήψης αποφάσεων σχετικά με την αλλαγή της ροής του προγράμματος (branches,jumps)
3 Τεχνικές βελτίωσης του CPI register renaming δυναμική εκτέλεση Pipeline CPI = Ideal pipeline CPI + Structural Stalls + Data Hazard Stalls + υπερβαθμωτή εκτέλεση προώθηση loop unrolling static scheduling, software pipelining Control Stalls πρόβλεψη διακλαδώσεων υποθετική εκτέλεση delayed branches, branch scheduling
4 Εξαρτήσεις Δεδομένων και Hazards Η J είναι data dependent από την I: H J προσπαθεί να διαβάσει τον source operand πριν τον γράψει η I I: add r1,r2,r3 J: sub r4,r1,r3 ή η J είναι data dependent από την Κ, η οποία είναι data dependent από την I (αλυσίδα εξαρτήσεων) Πραγματικές εξαρτήσεις (True Dependences) Προκαλούν Read After Write (RAW) hazards στο pipeline
5 Εξαρτήσεις Δεδομένων και Hazards Οι εξαρτήσεις είναι ιδιότητα των προγραμμάτων Η παρουσία μιας εξάρτησης υποδηλώνει την πιθανότητα εμφάνισης hazard, αλλά το αν θα συμβεί πραγματικά το hazard, και το πόση καθυστέρηση θα εισάγει, είναι ιδιότητα του pipeline Η σημασία των εξαρτήσεων δεδομένων 1) υποδηλώνουν την πιθανότητα για hazards 2) καθορίζουν τη σειρά σύμφωνα με την οποία πρέπει να υπολογιστούν τα δεδομένα 3) θέτουν ένα άνω όριο στο ποσό του παραλληλισμού που μπορούμε να εκμεταλλευτούμε
6 Name Dependences, (1): Anti-dependences Name dependences: όταν 2 εντολές χρησιμοποιούν τον ίδιο καταχωρητή ή θέση μνήμης (''name''), χωρίς όμως να υπάρχει πραγματική ροή δεδομένων μεταξύ τους Anti-dependence: η J γράφει τον r1 πριν τον διαβάσει η I I: sub r4,r1,r3 J: add r1,r2,r3 Προκαλούν Write K: mul After r6,r1,r7 Read (WAR) hazards στο pipeline
7 Name Dependences, (2): Output dependences Output dependence: η J γράφει τον r1 πριν τον γράψει η I I: sub r1,r4,r3 J: add r1,r2,r3 K: mul r6,r1,r7 Προκαλούν Write After Write (WAW) hazards στο pipeline
8 ILP και Data Hazards Εξαιτίας των εξαρτήσεων πρέπει να διατηρούμε τη σειρά του προγράμματος σειρά προγράμματος: η σειρά με την οποία θα εκτελούνταν οι εντολές, αν επεξεργάζονταν σειριακά, μία κάθε φορά, όπως υπαγορεύεται από τον πηγαίο κώδικα του προγράμματος σκοπός HW/SW: να εκμεταλλευτούν τον παραλληλισμό, διατηρώντας τη σειρά προγράμματος όπου κάποια αλλαγή θα μπορούσε να επηρεάσει το αποτέλεσμα του προγράμματος
9 Δυναμική δρομολόγηση εντολών (1) DIVD F0,F2,F4 ADDD F10,F0,F8 SUBD F12,F8,F14 dependence μεταξύ DIVD και ADDD κανένα dependence για το SUBD. Γιατί να περιμένει πίσω από το ADDD? Dynamic Scheduling: Αλλαγή της σειράς εκτέλεσης εντολών (out-of-order execution) διασφάλιση της σωστής ροής δεδομένων διασφάλιση σωστών exceptions
10 Δυναμική δρομολόγηση εντολών (2) Μπορεί να διαχειριστεί περιπτώσεις όπου οι εξαρτήσεις δεν είναι γνωστές κατά το compile time (π.χ., λόγω έμμεσων αναφορών σε θέσεις μνήμης) Απλοποιεί τη λειτουργικότητα του compiler Επιτρέπει την αποδοτική εκτέλεση του προγράμματος, ανεξαρτήτως του pipeline για το οποίο μεταγλωττίστηκε αυτό Κάνει δυνατή την υποθετική εκτέλεση εντολών
11 Δυναμική δρομολόγηση εντολών (3) Χαρακτηριστικά in-order instruction issue out-of-order execution out-of-order completion Το κλασικό ID του 5-stage pipeline χωρίζεται σε 2 κομμάτια Issue: Αποκωδικοποίηση εντολών και έλεγχος για structural hazards (in order issue) Read Operands: Διάβασμα των operands όταν δεν υπάρχουν data hazards (οι εντολές κάνουν stall or bypass-εδώ εντολές μπορεί να προσπεράσουν άλλεςμπαίνουν σε ooo execution)
12 Προβλήματα οοο execution Πιθανότητα WAR και WAW hazards antidependence: (2) και (3) 1.DIVD F0,F2,F4 2.ADDD F6,F0,F8 3.SUBD F8,F10,F14 4.MULD F6,F10,F8 αν το SUBD εκτελεστεί πρώτο δημιουργείται WAR οutput dependence: (2) και (4) αν εκτελεστεί πρώτα το MULD δημιουργείται WAW
13 Scoreboarding Αντιμετώπιση προβλημάτων 1963 για το CDC6600 scoreboard Επίλυση WAR hazards» Stall WB μέχρι να διαβαστούν οι registers» Διάβασμα των registers μόνο κατά το Read Operands στάδιο Επίλυση WAW hazards» Αναγνώριση κινδύνου και αποφυγή έκδοσης (issue) εντολής Robert Tomasulo's algorithm 1966 για το IBM360/91 Επίλυση WAR και WAW hazards με χρήση του register renaming Πιο αποδοτική τεχνική
14 Παράδειγμα Register Renaming DIV.D F0,F2,F4 ADD.D F6,F0,F8 S.D F6,0(R1) SUB.D F8,F10,F14 MUL.D F6,F10,F8 DIV.D F0,F2,F4 ADD.D S,F0,F8 S.D S,0(R1) SUB.D T,F10,F14 MUL.D F6,F10,T DIV.D F0,F2,F4 ADD.D F6,F0,F8 S.D F6,0(R1) SUB.D T,F10,F14 MUL.D F6,F10,T DIV.D F0,F2,F4 ADD.D S,F0,F8 S.D S,0(R1) SUB.D T,F10,F14 MUL.D F6,F10,T
15 Αλγόριθμος Tomasulo Reservation Stations (RS) Αποθηκεύουν τους operands των εντολών που περιμένουν να εκτελεστούν Κατανεμημένα μαζί με τα Functional Units (FUs) Οι source registers κάθε εντολής αντικαθίστανται με το όνομα του κατάλληλου RS, το οποίο θα της παράσχει το απαιτούμενο input register renaming Αποφυγή WAR, WAW hazards Περισσότερα RS από πραγματικούς registers διασφαλίζουν την αποφυγή κινδύνων εξαιτίας name dependences που δεν μπορεί να επιλύσει ένας compiler αποτελέσματα στα FU από τα RS, όχι μέσω του register file, αλλά πάνω από το Common Data Bus που κάνει broadcast τα αποτελέσματα σε όλα τα FUs Load,Stores αντιμετωπίζονται κι αυτά ως FUs με RSs
16
17 MIPS floating point + load-store unit using Tomasulo s algorithm Load store buffers: hold the components of the effective address, hold the results of the completed loads, track loads that are waiting on the memory Reservation Stations: contain already issued instruction and its operands or the names of the reservation stations that will provide the operand values for this instruction
18 Tomasulo: MIPS FP-Unit From Mem FP Op Queue Load Buffers Load1 Load2 Load3 Load4 Load5 Load6 FP Registers Store Buffers Add1 Add2 Add3 FP adders Mult1 Mult2 Reservation Stations FP multipliers To Mem Common Data Bus (CDB)
19 Τα στάδια του αλγορίθμου Tomasulo Issue: πάρε την επόμενη εντολή από την FP Op Queue Αν υπάρχει ελεύθερο RS (no structural hazard), στείλε (issue) σε αυτό την εντολή, μαζί με τους operands (rename registers) Execute: εκτέλεση στην αριθμητική μονάδα (EX) Όταν και οι δύο operands είναι διαθέσιμοι, τότε εκτέλεσε την πράξη. Αν δεν είναι διαθέσιμοι, παρακολούθησε το CDB για το αποτέλεσμα Write result: τέλος εκτέλεσης (WB) Γράψε το αποτέλεσμα στο CDB για όλες τις μονάδες που το περιμένουν. Σημείωσε τον RS ως διαθέσιμο
20 Reservation Station fields Op: λειτουργία προς εκτέλεση Περιγραφή Δομών (1) Vj, Vk: τιμές των source operands Qj, Qk: ποιά RS θα στείλουν την τιμή των source operands» Σε οποιαδήποτε στιγμή, είτε το Q είτε το V είναι έγκυρο για κάποιον operand Busy: αν το RS είναι απασχολημένο ή όχι S1 S2 RS RS Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No Add2 No Add3 No Mult1 No Mult2 No
21 Register Result status Περιγραφή Δομών (2) Qi : Ποιο RS περιέχει την εντολή η οποία θα αποθηκεύσει κάποια τιμή στον register. FU F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 Load,Store Buffer fields Α: η effective address της θέσης μνήμης προς ανάγνωση/εγγραφή Busy: δείχνει αν ο buffer είναι απασχολημένος ή όχι Load1 Load2 Load3 Busy No No No Address
22 Περιγραφή Δομών (3) Common Data Bus Συνηθισμένο data bus: data + destination ( go to bus) CDB: data + source ( come from bus) 64 bits of data + 4 bits of Functional Unit source address Αν το source είναι ίδιο με το Q πεδίο ενός RS, γράψε το αποτέλεσμα στο αντίστοιχο V πεδίο του RS Broadcast: ένας master, πολλοί slaves
23
24
25 Instruction stream Tomasulo Example Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R2 Load1 No LD F2 45+ R3 Load2 No MULTD F0 F2 F4 Load3 No SUBD F8 F6 F2 DIVD F10 F0 F6 ADDD F6 F8 F2 Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Add1 No Add2 No FU count Add3 No down Mult1 No Mult2 No Vj Vk Qj Qk 3 Load/Buffers 3 FP Adder R.S. 2 FP Mult R.S. Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 0 FU Clock cycle counter (load: 2 cycles, add: 2 cycles, mult: 10 cycles, divide 40 cycles)
26 Tomasulo Example Cycle 1 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R2 1 Load1 Yes 34+R2 LD F2 45+ R3 Load2 No MULTD F0 F2 F4 Load3 No SUBD F8 F6 F2 DIVD F10 F0 F6 ADDD F6 F8 F2 Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Add1 No Add2 No Add3 No Mult1 No Mult2 No Vj Vk Qj Qk Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 1 FU Load1
27 Tomasulo Example Cycle 2 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R2 1 Load1 Yes 34+R2 LD F2 45+ R3 2 Load2 Yes 45+R3 MULTD F0 F2 F4 Load3 No SUBD F8 F6 F2 DIVD F10 F0 F6 ADDD F6 F8 F2 Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Add1 No Add2 No Add3 No Mult1 No Mult2 No Vj Vk Qj Qk Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 2 FU Load2 Load1
28 Tomasulo Example Cycle 3 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R2 1 3 Load1 Yes 34+R2 LD F2 45+ R3 2 Load2 Yes 45+R3 MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F2 DIVD F10 F0 F6 ADDD F6 F8 F2 Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No Add2 No Add3 No Mult1 Yes MULTD R(F4) Load2 Mult2 No Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 3 FU Mult1 Load2 Load1 μόλις η εντολή γίνεται issue σε κάποιον RS, τα ονόματα των source registers αντικαθιστώνται ( renamed ) μέσω των πεδίων V ή Q του RS η εντολή στον Load1 ολοκληρώνεται - ποιος περιμένει για το αποτέλεσμα?
29 Tomasulo Example Cycle 4 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R3 2 4 Load2 Yes 45+R3 MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F2 4 DIVD F10 F0 F6 ADDD F6 F8 F2 Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 Yes SUBD M(A1) Load2 Add2 No Add3 No Mult1 Yes MULTD R(F4) Load2 Mult2 No Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 4 FU Mult1 Load2 M(A1) Add1 η εντολή στον Load2 ολοκληρώνεται - ποιος περιμένει για το αποτέλεσμά?
30 Tomasulo Example Cycle 5 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F2 4 DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F2 Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk 2 Add1 Yes SUBD M(A1) M(A2) Add2 No Add3 No 10 Mult1 Yes MULTD M(A2) R(F4) Mult2 Yes DIVD M(A1) Mult1 Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 5 FU Mult1 M(A2) M(A1) Add1 Mult2 αρχίζει η αντίστροφη μέτρηση για τους Add1, Mult1 (load: 1 cycle, add: 2 cycles, mult: 10 cycles, divide 40 cycles)
31 Tomasulo Example Cycle 6 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F2 4 DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F2 6 Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk 1 Add1 Yes SUBD M(A1) M(A2) Add2 Yes ADDD M(A2) Add1 Add3 No 9 Mult1 Yes MULTD M(A2) R(F4) Mult2 Yes DIVD M(A1) Mult1 Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 6 FU Mult1 M(A2) Add2 Add1 Mult2 η ADDD γίνεται issue εδώ παρά την name dependency στον F6
32 Tomasulo Example Cycle 7 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F2 4 7 DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F2 6 Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk 0 Add1 Yes SUBD M(A1) M(A2) Add2 Yes ADDD M(A2) Add1 Add3 No 8 Mult1 Yes MULTD M(A2) R(F4) Mult2 Yes DIVD M(A1) Mult1 Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 7 FU Mult1 M(A2) Add2 Add1 Mult2 η εντολή στoν Add1 (SUBD) ολοκληρώνεται - ποιος περιμένει για το αποτέλεσμα?
33 Tomasulo Example Cycle 8 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F2 6 Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No 2 Add2 Yes ADDD (M-M) M(A2) Add3 No 7 Mult1 Yes MULTD M(A2) R(F4) Mult2 Yes DIVD M(A1) Mult1 Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 8 FU Mult1 M(A2) Add2 (M-M) Mult2
34 Tomasulo Example Cycle 9 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F2 6 Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No 1 Add2 Yes ADDD (M-M) M(A2) Add3 No 6 Mult1 Yes MULTD M(A2) R(F4) Mult2 Yes DIVD M(A1) Mult1 Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 9 FU Mult1 M(A2) Add2 (M-M) Mult2
35 Tomasulo Example Cycle 10 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No 0 Add2 Yes ADDD (M-M) M(A2) Add3 No 5 Mult1 Yes MULTD M(A2) R(F4) Mult2 Yes DIVD M(A1) Mult1 Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 10 FU Mult1 M(A2) Add2 (M-M) Mult2 η εντολή στον Add2 (ADDD) ολοκληρώνεται - ποιος περιμένει για το αποτέλεσμα?
36 Tomasulo Example Cycle 11 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No Add2 No Add3 No 4 Mult1 Yes MULTD M(A2) R(F4) Mult2 Yes DIVD M(A1) Mult1 Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 11 FU Mult1 M(A2) (M-M+M) (M-M) Mult2 η ADDD γράφει το αποτέλεσμά της
37 Tomasulo Example Cycle 12 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No Add2 No Add3 No 3 Mult1 Yes MULTD M(A2) R(F4) Mult2 Yes DIVD M(A1) Mult1 Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 12 FU Mult1 M(A2) (M-M+M) (M-M) Mult2
38 Tomasulo Example Cycle 13 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No Add2 No Add3 No 2 Mult1 Yes MULTD M(A2) R(F4) Mult2 Yes DIVD M(A1) Mult1 Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 13 FU Mult1 M(A2) (M-M+M) (M-M) Mult2
39 Tomasulo Example Cycle 14 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F4 3 Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No Add2 No Add3 No 1 Mult1 Yes MULTD M(A2) R(F4) Mult2 Yes DIVD M(A1) Mult1 Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 14 FU Mult1 M(A2) (M-M+M) (M-M) Mult2
40 Tomasulo Example Cycle 15 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No Add2 No Add3 No 0 Mult1 Yes MULTD M(A2) R(F4) Mult2 Yes DIVD M(A1) Mult1 Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 15 FU Mult1 M(A2) (M-M+M) (M-M) Mult2 η εντολή στον Mult1 (MULTD) ολοκληρώνεται - ποιος περιμένει για το αποτέλεσμα?
41 Tomasulo Example Cycle 16 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No Add2 No Add3 No Mult1 No 40 Mult2 Yes DIVD M*F4 M(A1) Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 16 FU M*F4 M(A2) (M-M+M) (M-M) Mult2...εκκρεμεί πλέον μόνο η DIVD (div: 40 cycles)
42
43 Tomasulo Example Cycle 55 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F6 5 ADDD F6 F8 F Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No Add2 No Add3 No Mult1 No 1 Mult2 Yes DIVD M*F4 M(A1) Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 55 FU M*F4 M(A2) (M-M+M) (M-M) Mult2
44 Tomasulo Example Cycle 56 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F ADDD F6 F8 F Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No Add2 No Add3 No Mult1 No 0 Mult2 Yes DIVD M*F4 M(A1) Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 56 FU M*F4 M(A2) (M-M+M) (M-M) Mult2 η εντολή στον Mult2 (DIVD) ολοκληρώνεται - ποιος περιμένει για το αποτέλεσμα?
45 Tomasulo Example Cycle 57 Instruction j k Issue Comp Result Busy Address LD F6 34+ R Load1 No LD F2 45+ R Load2 No MULTD F0 F2 F Load3 No SUBD F8 F6 F DIVD F10 F0 F ADDD F6 F8 F Reservation Stations: S1 S2 RS RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Add1 No Add2 No Add3 No Mult1 No Mult2 Yes DIVD M*F4 M(A1) Register result status: Clock F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 56 FU M*F4 M(A2) (M-M+M) (M-M) Result Συνοψίζοντας: In-order issue, out-of-order execution και out-of-order completion.
46 Tomasulo Loop Example Loop: LD F0 0 R1 MULTD F4 F0 F2 SD F4 0 R1 SUBI R1 R1 #8 BNEZ R1 Loop mult: 4 cycles 1st load: 8 cycles (L1 cache miss) 2nd load: 4 cycles (hit) το branch προβλέπεται σαν ΤΑΚΕΝ
47 Iteration Count Loop Example ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy 1 LD F0 0 R1 Load1 No 1 MULTD F4 F0 F2 Load2 No 1 SD F4 0 R1 Load3 No 2 LD F0 0 R1 Store1 No 2 MULTD F4 F0 F2 Store2 No 2 SD F4 0 R1 Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: προσθέσαμε Store Buffers Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 No SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Instruction Loop Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Addr τιμή καταχωρητή που χρησιμοποιείται για διευθύνσεις και επαναλήψεις Fu
48 Loop Example Cycle 1 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr 1 LD F0 0 R1 1 Load1 Yes 80 Load2 No Load3 No Store1 No Store2 No Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 No SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 Fu 1 80 Load1 Fu
49 Loop Example Cycle 2 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr 1 LD F0 0 R1 1 Load1 Yes 80 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 No Load3 No Store1 No Store2 No Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load1 SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 Fu 2 80 Load1 Mult1 Fu
50 Loop Example Cycle 3 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy 1 LD F0 0 R1 1 Load1 Yes 80 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 No 1 SD F4 0 R1 3 Load3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Store1 Yes 80 Mult1 Store2 No Store3 No Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load1 SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 Fu 3 80 Load1 Mult1 Addr Fu
51 Loop Example Cycle 4 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy 1 LD F0 0 R1 1 Load1 Yes 80 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 No 1 SD F4 0 R1 3 Load3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Store1 Yes 80 Mult1 Store2 No Store3 No Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load1 SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 Fu 4 80 Load1 Mult1 Addr (η εντολή SUBI -δε βρίσκεται στην FP queue- γίνεται dispatch) Fu
52 Loop Example Cycle 5 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy 1 LD F0 0 R1 1 Load1 Yes 80 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 No 1 SD F4 0 R1 3 Load3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Store1 Yes 80 Mult1 Store2 No Store3 No Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load1 SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 Fu 5 72 Load1 Mult1 Addr Fu (το ίδιο και η BNEZ)
53 Loop Example Cycle 6 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy 1 LD F0 0 R1 1 Load1 Yes 80 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 Yes 72 1 SD F4 0 R1 3 Load3 No 2 LD F0 0 R1 6 Store1 Yes 80 Mult1 Reservation Stations: S1 S2 RS Store2 Store3 Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load1 SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F30 Fu 6 72 Load2 Mult1 No No Addr Fu Ο F0 ποτέ δεν βλέπει κάποιο load από τη θέση 80
54 Loop Example Cycle 7 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R1 1 Load1 Yes 80 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 Yes 72 1 SD F4 0 R1 3 Load3 No 2 LD F0 0 R1 6 Store1 Yes 80 Mult1 2 MULTD F4 F0 F2 7 Store2 No Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load1 SUBI R1 R1 #8 Mult2 Yes Multd R(F2) Load2 BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load2 Mult2 το register file είναι αποσυνδεδεμένο από τους υπολογισμούς η 1 η και η 2 η επανάληψη επικαλύπτονται πλήρως
55 Loop Example Cycle 8 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R1 1 Load1 Yes 80 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 Yes 72 1 SD F4 0 R1 3 Load3 No 2 LD F0 0 R1 6 Store1 Yes 80 Mult1 2 MULTD F4 F0 F2 7 Store2 Yes 72 Mult2 2 SD F4 0 R1 8 Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load1 SUBI R1 R1 #8 Mult2 Yes Multd R(F2) Load2 BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load2 Mult2
56 Loop Example Cycle 9 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R1 1 9 Load1 Yes 80 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 Yes 72 1 SD F4 0 R1 3 Load3 No 2 LD F0 0 R1 6 Store1 Yes 80 Mult1 2 MULTD F4 F0 F2 7 Store2 Yes 72 Mult2 2 SD F4 0 R1 8 Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load1 SUBI R1 R1 #8 Mult2 Yes Multd R(F2) Load2 BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load2 Mult2 η εντολή στον Load1 ολοκληρώνεται - ποιος περιμένει για το αποτέλεσμα? (η SUBI γίνεται dispatch)
57 Loop Example Cycle 10 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R Load1 No 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 Yes 72 1 SD F4 0 R1 3 Load3 No 2 LD F0 0 R Store1 Yes 80 Mult1 2 MULTD F4 F0 F2 7 Store2 Yes 72 Mult2 2 SD F4 0 R1 8 Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 4 Mult1 Yes Multd M[80] R(F2) SUBI R1 R1 #8 Mult2 Yes Multd R(F2) Load2 BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load2 Mult2 η εντολή στον Load2 ολοκληρώνεται - ποιος περιμένει για το αποτέλεσμα? (η BNEZ γίνεται dispatch)
58 Loop Example Cycle 11 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R Load1 No 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 No 1 SD F4 0 R1 3 Load3 Yes 64 2 LD F0 0 R Store1 Yes 80 Mult1 2 MULTD F4 F0 F2 7 Store2 Yes 72 Mult2 2 SD F4 0 R1 8 Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 3 Mult1 Yes Multd M[80] R(F2) SUBI R1 R1 #8 4 Mult2 Yes Multd M[72] R(F2) BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load3 Mult2 επόμενο load στην ακολουθία
59 Loop Example Cycle 12 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R Load1 No 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 No 1 SD F4 0 R1 3 Load3 Yes 64 2 LD F0 0 R Store1 Yes 80 Mult1 2 MULTD F4 F0 F2 7 Store2 Yes 72 Mult2 2 SD F4 0 R1 8 Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 2 Mult1 Yes Multd M[80] R(F2) SUBI R1 R1 #8 3 Mult2 Yes Multd M[72] R(F2) BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load3 Mult2 γιατί να μην κάνουμε issue και τρίτο mult?
60 Loop Example Cycle 13 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R Load1 No 1 MULTD F4 F0 F2 2 Load2 No 1 SD F4 0 R1 3 Load3 Yes 64 2 LD F0 0 R Store1 Yes 80 Mult1 2 MULTD F4 F0 F2 7 Store2 Yes 72 Mult2 2 SD F4 0 R1 8 Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 1 Mult1 Yes Multd M[80] R(F2) SUBI R1 R1 #8 2 Mult2 Yes Multd M[72] R(F2) BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load3 Mult2 γιατί να μην κάνουμε issue και τρίτο store?
61 Loop Example Cycle 14 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R Load1 No 1 MULTD F4 F0 F Load2 No 1 SD F4 0 R1 3 Load3 Yes 64 2 LD F0 0 R Store1 Yes 80 Mult1 2 MULTD F4 F0 F2 7 Store2 Yes 72 Mult2 2 SD F4 0 R1 8 Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 0 Mult1 Yes Multd M[80] R(F2) SUBI R1 R1 #8 1 Mult2 Yes Multd M[72] R(F2) BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load3 Mult2 η εντολή στον Mult1 ολοκληρώνεται - ποιος περιμένει για το αποτέλεσμα?
62 Loop Example Cycle 15 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R Load1 No 1 MULTD F4 F0 F Load2 No 1 SD F4 0 R1 3 Load3 Yes 64 2 LD F0 0 R Store1 Yes 80 [80]*R2 2 MULTD F4 F0 F Store2 Yes 72 Mult2 2 SD F4 0 R1 8 Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 No SUBI R1 R1 #8 0 Mult2 Yes Multd M[72] R(F2) BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load3 Mult2 η εντολή στον Mult2 ολοκληρώνεται - ποιος περιμένει για το αποτέλεσμα?
63 Loop Example Cycle 16 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R Load1 No 1 MULTD F4 F0 F Load2 No 1 SD F4 0 R1 3 Load3 Yes 64 2 LD F0 0 R Store1 Yes 80 [80]*R2 2 MULTD F4 F0 F Store2 Yes 72 [72]*R2 2 SD F4 0 R1 8 Store3 No Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 4 Mult1 Yes Multd R(F2) Load3 SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load3 Mult1 Γίνεται issue το 3 ο MULTD
64 Loop Example Cycle 17 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R Load1 No 1 MULTD F4 F0 F Load2 No 1 SD F4 0 R1 3 Load3 Yes 64 2 LD F0 0 R Store1 Yes 80 [80]*R2 2 MULTD F4 F0 F Store2 Yes 72 [72]*R2 2 SD F4 0 R1 8 Store3 Yes 64 Mult1 Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load3 SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load3 Mult1 μπορεί να γίνει issue και το 3 ο SD
65 Loop Example Cycle 18 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R Load1 No 1 MULTD F4 F0 F Load2 No 1 SD F4 0 R Load3 Yes 64 2 LD F0 0 R Store1 Yes 80 [80]*R2 2 MULTD F4 F0 F Store2 Yes 72 [72]*R2 2 SD F4 0 R1 8 Store3 Yes 64 Mult1 Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load3 SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load3 Mult1 ολοκληρώνεται η εκτέλεση του 1 ου SD
66 Loop Example Cycle 19 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R Load1 No 1 MULTD F4 F0 F Load2 No 1 SD F4 0 R Load3 Yes 64 2 LD F0 0 R Store1 No 2 MULTD F4 F0 F Store2 Yes 72 [72]*R2 2 SD F4 0 R Store3 Yes 64 Mult1 Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load3 SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load3 Mult1 ολοκληρώνεται η εκτέλεση του 2 ου SD
67 Loop Example Cycle 20 ITER Instruction j k Issue Comp Result Busy Addr Fu 1 LD F0 0 R Load1 Yes 56 1 MULTD F4 F0 F Load2 No 1 SD F4 0 R Load3 Yes 64 2 LD F0 0 R Store1 No 2 MULTD F4 F0 F Store2 No 2 SD F4 0 R Store3 Yes 64 Mult1 Reservation Stations: S1 S2 RS Time Name Busy Op Vj Vk Qj Qk Code: Add1 No LD F0 0 R1 Add2 No MULTD F4 F0 F2 Add3 No SD F4 0 R1 Mult1 Yes Multd R(F2) Load3 SUBI R1 R1 #8 Mult2 No BNEZ R1 Loop Register result status Clock R1 F0 F2 F4 F6 F8 F10 F12... F Fu Load1 Mult1 Συνοψίζοντας για άλλη μια φορά: In-order issue, out-of-order execution και out-of-order completion
68 Γιατί τελικά καταφέρνει ο αλγόριθμος να επικαλύψει τις επαναλήψεις? Register renaming διαδοχικές επαναλήψεις χρησιμοποιούν διαφορετικούς «φυσικούς προορισμούς» ως destination registers (dynamic loop unrolling). Reservation stations επιτρέπουν το issue των εντολών να προωθηθεί σε σχέση με τις integer control εντολές του loop κάνουν buffer τις παλιές τιμές των registers αποφεύγονται πλήρως τα stalls εξαιτίας των WAR hazards
69 Βασικά πλεονεκτήματα του αλγορίθμου η κατανεμημένη λογική για την ανίχνευση των hazards κατανεμημένοι reservation stations αν πολλές εντολές περιμένουν 1 αποτέλεσμα (και έχουν τον άλλον operand διαθέσιμο), τότε μπορούν να «απελευθερωθούν» ταυτόχρονα όταν αυτό γίνει broadcast στο CDB» αν χρησιμοποιούταν ένα κεντρικό register file, τότε οι μονάδες εκτέλεσης θα έπρεπε να διαβάζουν από εκεί τα δεδομένα τους, κάθε φορά που θα τους παραχωρείτο το register bus η αποφυγή των stalls εξαιτίας των WAW και WAR hazards register renaming από reservation stations
70 Explicit Register Renaming(1) ΙΔΕΑ : Γιατί να μην έχω άπειρους registers ώστε να μπορώ να εκτελώ πιο εύκολα και αποδοτικά register renaming; Απαιτείται : Ένα physical register file με περισσότερους physical register από ότι ISA registers Translation Table (γρήγορα προσπελάσιμος) Μηχανισμός εντοπισμού ελεύθερων physical registers
71 Explicit Register Renaming(2) Το pipeline μπορεί να παραμείνει ίδιο με το κλασσικό 5-stage pipeline Fetch Decode/ Rename Execute Rename Table Κατά το decode κάθε ISA register που χρησιμοποιείται ως όρισμα της εντολής αντιστοιχίζεται σε έναν physical register.» target : Επιλέγεται ένας από τους ελεύθερους registers και η αντιστοίχηση αυτή αποθηκεύεται στο Register Map Table (RMT)» source : Xρησιμοποιείται η τελευταία αντιστοίχιση που είναι αποθηκευμένη στο RMT Κάθε physical register που δεν χρησιμοποιείται από καμιά εντολή σε εκτέλεση, θεωρείται ελεύθερος.
72 Παράδειγμα Instruction Stream Register Map Table Free Registers DIVR5,R4,R2 ADDR7,R5,R1 SUBR5,R3,R2 LD R7,1000(R5) R1 PR23 R2 PR2 R3 PR17 R4 PR45 R5 PR13 R6 PR20 R7 PR PR37,PR4,PR42,PR19,...
73 Παράδειγμα (1) Instruction Stream Register Map Table Free Registers DIVR5,R4,R2 ADDR7,R5,R1 SUBR5,R3,R2 LD R7,1000(R5) R1 PR23 R2 PR2 R3 PR17 R4 PR45 R5 PR13 R6 PR20 R7 PR PR37,PR4,PR42,PR19,... DIVPR37,PR45,PR2
74 Παράδειγμα (2) Instruction Stream Register Map Table Free Registers DIVR5,R4,R2 ADDR7,R5,R1 SUBR5,R3,R2 LD R7,1000(R5) R1 PR23 R2 PR2 R3 PR17 R4 PR45 R5 PR37 R6 PR20 R7 PR PR4,PR42,PR19,... DIVPR37,PR45,PR2 ADDPR4,PR37,PR23
75 Παράδειγμα (3) Instruction Stream Register Map Table Free Registers DIVR5,R4,R2 ADDR7,R5,R1 SUBR5,R3,R2 LD R7,1000(R5) R1 PR23 R2 PR2 R3 PR17 R4 PR45 R5 PR37 R6 PR20 R7 PR PR42,PR19,... DIVPR37,PR45,PR2 ADDPR4,PR37,PR23 SUBPR42,PR17,PR2
76 Παράδειγμα (4) Instruction Stream Register Map Table Free Registers DIVR5,R4,R2 ADDR7,R5,R1 SUBR5,R3,R2 LD R7,1000(R5) R1 PR23 R2 PR2 R3 PR17 R4 PR45 R5 PR42 R6 PR20 R7 PR PR19,... DIVPR37,PR45,PR2 ADDPR4,PR37,PR23 SUBPR42,PR17,PR2 LD PR19,1000(PR42)
77 Πλεονεκτήματα Δε χρειάζεται reservation stations Αποσύνδεση του renaming από το scheduling των εντολών Το pipeline μπορεί να παραμείνει απλό όπως το κλασικό 5-stage pipeline Τα δεδομένα μεταφέρονται από ένα μοναδικό register file Αποφυγή όλων των WAR,WAW hazards Eπιτρέπει (όπως και ο Tomasulo) out-of-order completion Πολλές σύγχρονες αρχιτεκτονικές χρησιμοποιούν συνδυασμό explicit register renaming + Tomasulo
Δσναμική Δρομολόγηζη Ενηολών (Dynamic Scheduling)
Δσναμική Δρομολόγηζη Ενηολών (Dynamic Scheduling) 1 Απόδνζε pipeline Pipeline CPI = Ideal pipeline CPI + Structural Stalls + Data Hazard Stalls + Control Stalls Ideal pipeline CPI: κέηξν ηεο κέγηζηεο απόδνζεο
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 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 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 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 περισσότεραΗΥ425 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 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 περισσότεραInstruction-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 περισσότεραΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ I
ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ I MIPS Η MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) είναι μία αρχιτεκτονική συνόλου εντολών (ISA) γλώσσας μηχανής που αναπτύχθηκε από την εταιρεία
Διαβάστε περισσότεραΗΥ425 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 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 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 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 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 περισσότεραΑρχιτεκτονική Υπολογιστών
Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 5 η : Δυναμική Δρομολόγηση Εντολών (Διακλαδώσεις, Υποθετική & Υπερβαθμωτή Εκτέλεση) Πέρα από την Εκτέλεση Εκτός Σειράς Δυναμική πρόβλεψη διακλαδώσεων Ιστορία διακλάδωσης Πρόβλεψη
Διαβάστε περισσότεραΥποθετική Εκτέλεση Εντολών
Υποθετική Εκτέλεση Εντολών ( Speculation (Hardware-Based Τεχνικές βελτίωσης του CPI register renaming δυναμική εκτέλεση Pipeline CPI = Ideal pipeline CPI + Structural Stalls + Data Hazard Stalls + υπερβαθμωτή
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 περισσότεραΥπερβαθµωτή 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 περισσότεραΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. Precise Exceptions Speculation Reorder Buffer. Βασίλης Παπαευσταθίου Ιάκωβος Μαυροειδής
ΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Precise Exceptions Speculation Reorder Buffer Βασίλης Παπαευσταθίου Ιάκωβος Μαυροειδής Αρχιτεκτονική Scoreboard (CDC 6600) Registers FP Mult FP Mult FP Divide FP Add Integer
Διαβάστε περισσότεραΠΛΕ- 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 περισσότεραΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. Precise Exception Speculation Reorder Buffer. Ιάκωβος Μαυροειδής
ΗΥ425 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Precise Exception Speculation Reorder Buffer Ιάκωβος Μαυροειδής Registers Functional Units Αρχιτεκτονική Scoreboard (CDC 6600) FP Mult FP Mult FP Divide FP Add Integer SCOREBOARD
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 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 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 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 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 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 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 περισσότεραΠαραλληλισμός 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 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 περισσότεραCS-425 Mid-term exam
CS-425 Mid-term exam Tuesday November 8th, 2005, 5-8 p.m. Aids: Non-programmable pocket calculator Only ONE problem solution PER PAGE! Put your NAME on each sheet. NUMBER each sheet. Mobile phones are
Διαβάστε περισσότεραΑρχιτεκτονική 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 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 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 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. 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 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 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 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 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 περισσότερα1.1 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 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 περισσότεραΑρχιτεκτονική Υπολογιστών
Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 7 η : Στατική Δρομολόγηση Εντολών (Επεξεργαστές VLIW) Εκμετάλλευση ILP Περιορισμοί στη δυναμική δρομολόγηση εντολών: Μέγεθος παραθύρου εντολών Αριθμός φυσικών καταχωρητών Αποτυχία
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 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 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 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 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 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 περισσότεραΠανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Τμήμα Πληροφορικής
Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Τμήμα Πληροφορικής Άσκηση 6: Ασκήσεις Χειμερινού Εξαμήνου 2017-2018 (μέρος Β ) Στην άσκηση αυτή θα μελετήσουμε την εκτέλεση
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 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 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 περισσότεραΑσκήσεις στα Προηγμένα Θέματα Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών
Ασκήσεις στα Προηγμένα Θέματα Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών ακ. έτος 2006-2007 Νεκτάριος Κοζύρης Νίκος Αναστόπουλος {nkoziris,anastop}@cslab.ece.ntua.gr Άσκηση 1: pipelining Εξετάζουμε την εκτέλεση του παρακάτω
Διαβάστε περισσότεραΠανεπιστήµιο Θεσσαλίας
Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Άσκηση 4: Λυµένες Ασκήσεις Έστω ένας επεξεργαστής βασισµένος στην αρχιτεκτονική του πίνακα παρακολούθησης
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 περισσότεραΠαράλληλα Συστήματα. Γιώργος Δημητρίου. Ενότητα 2 η : Στοιχεία Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Πληροφορικής
Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Πληροφορικής Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 2 η : Στοιχεία Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών Α. Μερική Επικάλυψη Μηχανισμός μερικής επικάλυψης εντολών Εξαρτήσεις Κίνδυνοι (hazards) Παροχέτευση
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 περισσότεραApplication Operating System. Datapath & Control/Memory. Digital Design Circuit Design. Layout
Application Operating System Λογισμικό Oργάνωση Μικρο- Αρχιτεκτονική Compiler Firmware Instr. Set Proc. I/O system Datapath & Control/Memory Digital Design Circuit Design Layout Instruction Set Architecture
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 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 περισσότεραInstruction-Level Parallelism and its Dynamic Exploitation. Κεφάλαια 4o Computer Architecture-A Quantitative Approach 3 rd Edition
Instruction-Level Parallelism and its Dynamic Exploitation Κεφάλαια 4o Computer Architecture-A Quantitative Approach 3 rd Edition Basic Pipeline Για την αποφυγή ενός pipeline stall πρέπει µια εξαρτώµενη
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 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 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 περισσότερα2 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 περισσότεραΕΠΛ221: 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 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 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 περισσότεραΑρχιτεκτονική Υπολογιστών
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Σύγχρονοι υπολογιστές Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται
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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 περισσότεραΥ- 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 περισσότεραΠανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών
Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Άσκηση 6: Ασκήσεις Εξαμήνου Μέρος Β Νοέμβριος 2016 Στην άσκηση αυτή θα μελετήσουμε την εκτέλεση ενός
Διαβάστε περισσότεραΠΛΕ- 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 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 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 Μεταγλωττιστών
Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 9 η : Θέματα Δρομολόγησης Εντολών ILP Παραλληλισμός επιπέδου εντολής Εξαρτήσεις δεδομένων Εξαρτήσεις ελέγχου (διαδικασιακές) Με διαθέσιμους πόρους, οι εντολές μπορούν να εκτελεστούν
Διαβάστε περισσότεραΤελική 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 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 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 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 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 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 περισσότεραΔΙΑΛΕΞΗ 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 περισσότεραΟΡΓΑΝΩΣΗ 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 περισσότεραΕικονική Μνήμη (Virtual Μemory)
ΗΥ 431 Αρχιτεκτονική Παραλλήλων Συστημάτων Διάλεξη 16 Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Απλό πείραμα int *data = malloc((1
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 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 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 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 περισσότερα