體系結(jié)構(gòu)作業(yè)解題參考(編輯修改稿)
2025-07-04 15:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ←S1+S24條指令全部并行執(zhí)行?？倳r(shí)間為T(mén)=（1+7+1）+（321）=40（拍）⑹ V3←存儲(chǔ)器 V2←V0+V1 V3←V2*V1 V5←V3*V4第2條指令并行執(zhí)行，第4條指令均順序執(zhí)行?？倳r(shí)間為T(mén)=[（1+6+1）+（321）]+[（1+7+1）+（321）]+[（1+7+1）+（321）]=1197．某機(jī)有16個(gè)向量寄存器，其中V0—V5分別放有A、B、C、D、E、F，向量長(zhǎng)度均為32，向量各元素均為浮點(diǎn)數(shù)；處理部件采用兩個(gè)單功能流水線，加法功能部件時(shí)間為2拍，乘法功能部件時(shí)間為3拍。采用鏈接技術(shù)，先計(jì)算（A+B）*C，在流水線不停頓的情況下，接著計(jì)算（D+E）*F。⑴ 設(shè)寄存器入/出各需1拍，此鏈接流水線的流過(guò)時(shí)間為多少拍？⑵ 假設(shè)每拍為50ns，完成這些計(jì)算并把結(jié)果存入相應(yīng)寄存器，此部件的實(shí)際吞吐率是多少M(fèi)FLOPS？解：寫(xiě)出向量操作序列如下：V6←V0+V1V7←V6*V2V8←V3+V4V9←V8*V5顯然可將第2兩條指令鏈接，第4兩條指令鏈接；且第2組操作緊隨第1組操作流入流水線，使流水線不停頓。⑴ 流過(guò)時(shí)間=1+2+1+1+3+1=9（拍）。⑵ 總時(shí)間T=[（1+2+1）+（1+3+1）+（641）]* 50ns =3600ns ， 完成的浮點(diǎn)運(yùn)算總次數(shù)N=2*64=128，所以，該部件的實(shí)際吞吐率為8．在某向量機(jī)上計(jì)算D=A*（B+C），設(shè)A、B、C均為長(zhǎng)度為128的向量，并已存放在相應(yīng)寄存器中，都利用浮點(diǎn)功能部件和鏈接技術(shù)。該機(jī)向量寄存器長(zhǎng)度為64。⑴ 完成計(jì)算任務(wù)所需要的最短時(shí)間為多少拍？⑵ 實(shí)際吞吐率是多少M(fèi)FLOPS？解：本題的向量需要分兩段處理，每段長(zhǎng)度均為64。設(shè)各向量存放的向量寄存器為：A存于V0和V1，B存于V2和V3，C存于V4和V5，D存于V6和V7，且該機(jī)有足夠的向量寄存器。則完成計(jì)算所需的操作序列如下：V8←V2+V4V6←V0*V8V8←V3+V5V7←V1*V8⑴ 顯然可將第2兩條指令鏈接，第4兩條指令鏈接。設(shè)加法功能部件時(shí)間為6拍，乘法功能部件時(shí)間為7拍，向量寄存器入/出各需1拍，則總時(shí)間為T(mén)=[（1+6+1）+（1+7+1）+（641）]*2=160（拍）⑵ 完成計(jì)算任務(wù)所做的浮點(diǎn)操作總次數(shù)為N=2*128=256。設(shè)該機(jī)的時(shí)鐘頻率為f，則其實(shí)際吞吐率為4．設(shè)E為交換函數(shù)，S為均勻洗牌函數(shù)，B為蝶式函數(shù)，PM2I為移數(shù)函數(shù)，函數(shù)的自變量是十進(jìn)制數(shù)表示的處理機(jī)編號(hào)?，F(xiàn)有32臺(tái)處理機(jī)，其編號(hào)為0，1，2，…，31.⑴
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