Org7

devido à técnica de pipeline será igual ao número de estágios do pipeline • Instruções MIPS em cinco etapas • Desempenho de ciclo único e desempenho com pipeline – – – – – Buscar instrução da memória Ler registradores enquanto a instrução é decodificada Executar a operação ou calcular um endereço Obter acesso a um operando na memória de dados Escrever o resultado em um registrador – Ciclo de clock pior caso igual a 200ps – Sem pipelining: 3 x 800 = 2400 ps – Com pipelining: 3 x 200 = 600 ps – Tempo entre instruções = (Tempo entre instruções sem pipeline)/(número de estágios do pipeline) – T = 800/5 = 160 ps • O Pipeline MIPS a ser explorado apresenta 5 estágios Pipelining Pipeline hazards • Projeto do conjunto de instruções para pipelining • Pipeline hazards são situações em que a próxima instrução não pode ser executada no ciclo de clock seguinte – Todas as instruções MIPS tem o mesmo tamanho, assim pode-se buscar as instruções no primeiro estágio e decodificá-las no segundo estágio – MIPS tem poucos formatos de instruções com campos de registrador de origem localizados no mesmo lugar; essa simetria permite que o segundo estágio pode começar a ler o banco de registradores ao mesmo tempo em que o hardware está determinando que tipo de instrução foi lida – Operações em memória só aparecem em loads e stores – Os operandos estão alinhados na memória: os dados solicitados podem ser transferidos entre o processador e a memória em um único estágio do pipeline •…

do DP MIPS já analisadas · Single-cycle – Todas as instruções são executadas num só ciclo de relógio – Pouco eficiente, nunca utilizada em processadores comerciais. CPI = 1 Tcc = duração da instrução mais longa Latência de uma instrução = Tcc · Multi-ciclo – Cada instrução demora vários ciclos a executar. CPI = 1 ... número máximo de ciclos numa instrução (depende do Mix) Tcc = duração de cada ciclo Latência = Tcc x 1 ... CPImax · Pipeline – cada fase (estágio) da pipeline…

Write Addr Write Data ALUSrc 16 Sign Extend Address ALU Read Data 2 MemtoReg Read Data Write Data ALU cntrl Prof. Dr. Luciano José Senger MEM/WB Branch Read Addr 1 Instruction Memory Solucionando Hazards no pipeline Shift left 2 32 MemWrite MemRead ALUOp RegDst Soluç Solução com encaminhamento ( forwarding ) Forma mais simples de resolver hazard de dados stall O r d e r stall sub $4,$1,$5 IM Reg DM Reg DM Reg sub $4,$1,$5 and $6,$7,$1 or $8,$1,$1 sw…

PIPELINE É uma técnica de implementação que visa maximizar a utilização dos diferentes recursos de HW Pipeline permite que várias instruções sejam processadas simultaneamente com cada parte do HW atuando numa instrução distinta Aumento do número de estágios do pipeline aumenta o desempenho Estágios de um Pipeline: IF (Instruction Fetch) : Busca instrução ID (Instruction Decode): Decodifica instrução e lê registradores EX (EXecute operation) : Calcula dados ou endereços…

slide) ∗ Figura 1-11, página 32 Intel Chip Data MHz Transistores Memória Nota 4004 4/1971 0,108 2.300 640 Primeiro microprocessador em um único chip 8008 4/1972 0,108 3.500 16 KB Primeiro microprocessador de 8 bits 8080 4/1974 2 6.000 64 KB Primeira CPU de propósito geral em um chip 8086 6/1978 5-10 29.000 1 MB Primeira CPU de 16 bits em um chip 8088 6/1979 5-8 29.000 1 MB Usado…

Categories and Subject Descriptors C.1.2 [Multiple Data Stream Architectures]: processors. Pipeline General Terms Os anos 1994–95 foram marcados pelo anúncio de uma variedade de processadores superescalares (3 ou mais instruções/ciclo de clock) por cada um dos maiores produtores: Intel Pentium Pro e Pentium II, AMD K5, K6, e Althon, Sun UltraSPARC, Alpha 21164 e 21264, MIPS R10000 e R12000, PowerPC 603, 604, 620 e HP 8000. Os últimos anos da década de 90 trouxeram uma…

multithreading fine-grained é que ele pode ocultar as perdas de vazão que surgem dos stalls curtos e longos, já que as instruções de outras threads podem ser executadas quando uma thread é suspensa. A principal desvantagem do multithreading fine-grained é que ele torna mais lenta a execução das threads individuais, já que uma thread que está pronta para ser executada sem stalls será atrasada por instruções de outras threads. O multithreading coarse-grained foi criado como uma alternativa…

controle são gerados ao mesmo tempo. A técnica de pipeline de instruções tem sido usada há muito tempo, estendendo essa sobreposição pelo menos para as operações de busca e execução de instruções. Pipeline consiste em dividir o processador em vários estágios distintos Quando é carregada uma nova instrução, ela primeiramente passa pelo primeiro estágio, que trabalha nela durante apenas um ciclo de clock, passando-a adiante para o segundo estágio. A instrução continua então sendo…

de bits da cache 214 X ( 32 + 16+ 1) = 784 Kbits = 98 KB Para esta cache, temos um overhead de 1.5, devido aos tag e aos bits de validade. Tratamento de Cache Misses Quando a unidade de controle detecta um miss, ele busca o dado da memória. Se detecta um hit, continua o processamento como se nada tivesse acontecido. Mudança do datapath substituir as memórias por caches e alterar o controle para quando ocorrer miss. Alteração do controle atrasar ( stall semelhante ao stall do…

assemelham às unidades .L em relação às operações em ponto-fixo, porém são responsáveis também pelas Figura 2 - Datapath do DSP TMS320C67x Figura 3 - Pacote de Busca (Fetch Packet) 2.3.3 Caminhos entre Memória e Registradores 2.5 Pipeline Cada um dos datapaths possui dois caminhos de 32-bits para carregar valores da memória nos registradores, o que torna possível o carregamento em um único ciclo de um dado de 64-bits em um par de registradores, e um caminho de 32-bits…