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Introduç Introdução Organização e Arquitetura de computadores • Pipelining é uma técnica de implementação em que várias instruções são sobrepostas na execução – Exemplo: lavagem de roupas Melhorando o desempenho com pipelining Prof. Dr. Luciano José Senger Pipelining Pipelining • O trabalho é dividido em etapas ou estágios • Técnica permite a melhorar a vazão (throughput) da arquitetura • Se todos os estágios levarem aproximadamente o mesmo tempo e houver trabalho suficiente para realizar, então o ganho de desempenho 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…

conceitos diferenciados dos convencionais, na execução das instruções (principalmente a execução em paralelo) e nos recursos disponibilizados. Palavras Chaves: SISD, SIMD, MISD, MIMD, pipelining, superpipelining, superescalar, VLIW, multicomputador, multiprocessador, memória compartilhada, memória distribuída, ILP. 1. Introdução. Impulsionado por uma demanda crescente por alto desempenho e baixo custo o mercado de computadores tem apresentado diversas soluções inovadoras. As novas…

Revisão do caminho de dados com pipelining PCSrc ID/EX Organizaç Organização e Arquitetura de computadores EX/MEM Control IF/ID Add RegWrite 4 PC Add Data Memory Register Read Read Addr 2Data 1 Read Address File 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…

Pipelines Pipelining é uma técnica de aceleração de execução de operações inicialmente associada a processadores RISC, mas atualmente utilizada de forma extensa em todos processadores modernos. Em computadores, pipelines são utilizados principalmente no processamento de instruções e de operações aritméticas, que podem ser convenientemente subdivididas em passos menores de execução. Princípio de operação Considere uma tarefa que utiliza, para sua execução, um módulo de processamento…

thread no Capítulo 5; e paralelismo em nível de requisição (Request-Level Parallelism – RLP), através de computadores em escala de depósito no Capítulo 6, que também foi escrito para esta edição. Nós deslocamos a hierarquia de memória mais para o início do livro (Capítulo 2) e realocamos o capítulo sobre sistemas de armazenamento no Apêndice D. Estamos particularmente orgulhosos do Capítulo 4, que contém a mais clara e mais detalhada explicação já dada sobre GPUs, e do Capítulo 6, que é…

OMPUTAÇÃO E AUTOMAÇÃO I NDUSTRIAL FACULDADE DE E NGENHARIA E LÉTRICA E DE C OMPUTAÇÃO U NIVERSIDADE E STADUAL DE C AMPINAS Organização de Computadores (EA960) Ivan Luiz Marques Ricarte http://www.dca.fee.unicamp.br/courses/EA960/ 1999 Ementa detalhada Introdução à organização de computadores: Evolução de sistemas computacionais. Classificação de arquiteturas: Estruturas de computadores. Máquinas de von Neumann. Medidas de avaliação de desempenho. Arquiteturas de alto…

ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO E AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Organização de Computadores (EA960) Ivan Luiz Marques Ricarte http://www.dca.fee.unicamp.br/courses/EA960/ 1999 Ementa detalhada Introdução à organização de computadores: Evolução de sistemas computacionais. Classificação de arquiteturas: Estruturas de computadores. Máquinas de von Neumann. Medidas de avaliação de desempenho. Arquiteturas de alto…

Stacks 390 Appendix 10B Little, Big, and Bi-Endian 396 Chapter 11 Instruction Sets: Addressing Modes and Formats 400 11.1 Addressing 401 11.2 x86 and ARM Addressing Modes 408 11.3 Instruction Formats 413 11.4 x86 and ARM Instruction Formats 421 11.5 Assembly Language 426 11.6 Recommended Reading 428 11.7 Key Terms, Review Questions, and Problems 428 Chapter 12 Processor Structure and Function 432 12.1 Processor Organization 433 12.2 Register Organization 435 12.3…

the TrustZone virtualisation technology, and multiprocessor support. The recently released ARMv7 architecture features extended SIMD instruction set and improved floating point support. Table 1 summarises the history of the ARM architecture. References: [Lev05]. 3 ARM ISA overview In most respects, ARM is a RISC architecture. Like all RISC architectures, the ARM ISA is a load-store one, that is, instructions that process data operate only on registers and are separate from…

from the time it is fetched to the time its nal result is stored in the destination location. Thus, the combination of the number of microoperations to be executed for each instruction, the mix of instructions executed by a program, and the cycle time determine the overall performance of the CPU. 16 A technique for improving performance takes advantage of the fact that, if subsequent instructions are independent of each other, the microoperations for the di erent instructions can be…