45214 Datamaskinarkitektur - Øvinger 1995

Øving 6

Oppgave 1

Betrakt instruksjoner utført i en trinnvis prosessor med k trinn, hvor forsinkelsen i hvert trinn er en tidsenhet. Dersom en instruksjon A avhenger av en eller flere av sine forgjengere, så må alle disse være ferdig utført før utførelsen av A kan på begynnes. Dersom forgjengeren befinner seg n instruksjoner før A, vil A forsinkes en tid

La (= konstant) være sannsynligheten for at A er avhengig av en av sine forgjengere, dvs. en av instruksjonene i området . La () være sannsynligheten for å treffe på en dataavhengighet i forhold til den n'te forgjengeren, gitt at A virkelig er avhengig av en av sine forgjengere. Anta at er uniformt fordelt over , der L > k, dvs.

1. Finn forventningsverdien til den tiden T det tar å utføre en blokk bestående av M instruksjoner (anta ).

2. Bestem ytelsen P for samlebåndet:

   

Oppgave 2

1. Utled formlene for hastighetsøkningen for en superpipeline maskin, for en superskalar maskin og for en superpipeline og superskalar maskin sammenlignet med en skalar maskin ned .

2. DEC's Alpha-arkitektur beskrives som en superpipeline og superskalar maskin og første implementasjon (DEC 21064-A, 150 MHz) kan hente maskimalt 2 instruksjoner pr. sykel. Hva blir hastighetsøkningen for denne maskinen? Du skal sammenligne med en skalar maskin på 25 MHz.