




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
利用管路增加效能第十七週1管路概觀管路是一種製作技巧,它可以重疊指令的執(zhí)行。(圖6.1)4個(gè)階段的管路(所有的階段都花費(fèi)同樣的時(shí)間)對於非管路而言,花費(fèi)16個(gè)單位時(shí)間對於管路而言,花費(fèi)7個(gè)單位時(shí)間一個(gè)工作的執(zhí)行時(shí)間不會較管路來的短因?yàn)槭褂霉苈芳记啥嵘乃俣群芸赡芟喈?dāng)於管路的階段數(shù)目2管路概觀3管路概觀一般來說,MIPS的指令分成下面五個(gè)管路階段:從指令記憶體中擷取指令當(dāng)對指令進(jìn)行解碼時(shí),讀取暫存器的值執(zhí)行運(yùn)算(R-型),或計(jì)算一個(gè)位址(存取記憶體)存取在記憶體中的運(yùn)算元將結(jié)果寫回暫存器中MIPS指令以管路方式執(zhí)行須五個(gè)階段4指令種類指令擷取
暫存器讀取ALU運(yùn)算資料存取暫存器寫入總共時(shí)間載入指令(lw)2ns1ns2ns2ns1ns8ns儲存指令(sw)2ns1ns2ns2ns
7nsR型態(tài)指令(add、sub、and、or、slt)2ns1ns2ns
1ns6ns分支指令(beq)2ns1ns2ns
5ns管路概觀範(fàn)例.單一時(shí)脈週期指令及管路效率的比較(1)單一時(shí)脈,非管路化的執(zhí)行結(jié)果:單一指令執(zhí)行時(shí)間=8ns三個(gè)指令的執(zhí)行時(shí)間=3*8=24ns(2)管路執(zhí)行結(jié)果:所有的管路階段花費(fèi)相同的時(shí)間(單一時(shí)脈週期)時(shí)脈週期必須夠長以配合最慢的指令階段長度=2ns執(zhí)行時(shí)間=7*2=14ns5Fig6.3Single-cycle,non-pipelinedexecutionintopvs.pipelinedexecutioninbottom管路概觀若有分支指令呢?在管路終將會有〝洞〞產(chǎn)生6管路概觀管路危障在管路化中,不能順利的在下一個(gè)時(shí)脈週期執(zhí)行下一個(gè)指令,這種情形稱之為〝危障〞。.三種不同形態(tài)的危障結(jié)構(gòu)危障控制危障資料危障1.結(jié)構(gòu)危障硬體資源不夠多,而導(dǎo)致在同一時(shí)間內(nèi)要執(zhí)行的多個(gè)指令卻無法執(zhí)行。範(fàn)例假設(shè)我們只有單一記憶體而不是擁有兩個(gè)分離的記憶體,如果在圖6.3管路中有第四個(gè)指令,在某一時(shí)脈週期,第一個(gè)指令正在存取記憶體的同時(shí),第四個(gè)指令也在同一記憶體中擷取指令,也就是兩個(gè)記憶體對同一個(gè)記憶體同時(shí)進(jìn)行存取動作,此一狀況稱之為〝結(jié)構(gòu)危障〞。7管路概觀2.控制危障發(fā)生在其他指令正在執(zhí)行時(shí),需要依據(jù)另一指令的結(jié)果來做出一些決定的時(shí)候就會發(fā)生〝控制危障〞。範(fàn)例:圖6.4的lw指令︰解決方式1:暫停假設(shè)我們有足夠的硬體,所以可以在第二個(gè)管路階段中測試暫存器、計(jì)算分支位址、並更新PC值。指令lw被額外暫停了2-ns的時(shí)脈週期稱之為〝管路暫停〞也稱之為〝氣泡〞)。8Fig6.5Predictingthatbranchesarenottakenasasolutiontocontrolhazards管路概觀解決方式2:預(yù)測預(yù)測分支條件永遠(yuǎn)不會成立當(dāng)你的預(yù)測正確時(shí),管路可以全速的運(yùn)作(圖6.5(a))只有當(dāng)分支發(fā)生時(shí)我們才需要管路暫停(圖6.5(b))9管路概觀3.資料危障管路中某一指令執(zhí)行時(shí),需要用到還在管路中前面的指令所產(chǎn)生的結(jié)果。範(fàn)例 add$s0,$t0,$t1 sub$t2,$s0,$t3加法指令會到第五個(gè)管路階段才將資料寫回暫存器,意思就是說我們將會產(chǎn)生三個(gè)氣泡。前饋(圖6.8)10管路概觀範(fàn)例 lw$s
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 學(xué)校多功能教室建設(shè)規(guī)劃
- 2025年鍵合金絲合作協(xié)議書
- 2024年度廣西壯族自治區(qū)三支一扶之公共基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)試題庫和答案要點(diǎn)
- 多媒體技術(shù)在學(xué)校德育中的應(yīng)用研究
- 高職單招生理學(xué)模擬試題及答案(內(nèi)分泌)
- 以創(chuàng)新為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)研究
- 2024年高職單招職業(yè)適應(yīng)測試模擬試題及答案
- 高效去漬筆設(shè)計(jì)行業(yè)跨境出海戰(zhàn)略研究報(bào)告
- 工業(yè)地產(chǎn)園區(qū)行業(yè)深度調(diào)研及發(fā)展戰(zhàn)略咨詢報(bào)告
- 高效變壓器能效服務(wù)企業(yè)制定與實(shí)施新質(zhì)生產(chǎn)力戰(zhàn)略研究報(bào)告
- (高清版)DB34∕T 1489-2020 建筑起重機(jī)械安全評估實(shí)施規(guī)程
- 第十一屆“大唐杯”新一代信息通信技術(shù)大賽(省賽)考試題及答案
- 【北京】七上生物知識點(diǎn)總結(jié)
- 2024年黑龍江省哈爾濱市中考英語真題(無答案)
- 中醫(yī)內(nèi)科學(xué)常用方劑方歌
- 財(cái)務(wù)主管崗位招聘筆試題及解答(某大型集團(tuán)公司)
- 安徽省合肥市瑤海區(qū)2024年中考三??荚嚨赖屡c法治歷史試題-初中歷史與社會(附答案解析)
- NB/T 11446-2023煤礦連采連充技術(shù)要求
- 我的動物朋友習(xí)作省公開課一等獎新名師課比賽一等獎?wù)n件
- GB/T 43934-2024煤礦土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)技術(shù)規(guī)范
- 第8課《建設(shè)法治中國》第1框《科學(xué)立法嚴(yán)格執(zhí)法公正司法全民守法》-【中職專用】《職業(yè)道德與法治》同步課堂課件
評論
0/150
提交評論