41指令級并行的概念-資料下載頁
2025-10-09 06:33本頁面
【導(dǎo)讀】當(dāng)指令之間不存在相關(guān)時，它們在流水線中是可以。重疊起來并行執(zhí)行的。并行性稱為指令級并行。必須要硬件技術(shù)和軟件技術(shù)互相配合，才能夠最大。限度地挖掘出程序中存在的指令級并行。CPI流水線=CPI理想+各類停頓周期數(shù)的總和。流水線的理想CPI是流水線的最大流量。個功能部件而導(dǎo)致的停頓。RAW、WAR和WAW停頓：由數(shù)據(jù)相關(guān)造成的。減少其中的任何一種停頓，都可以有效地減少。一段除了入口和出口以外不包含其它分支的線。程序平均每6～7條指令就會有一個分支。指令調(diào)度是循環(huán)展開的技術(shù)基礎(chǔ)。在不進(jìn)行指令調(diào)度和進(jìn)行指令調(diào)度兩種情況下，假定最低端元素的地址為8。每個元素的操作需要10個時鐘周期，其中5個。對存儲器地址偏移量進(jìn)行調(diào)整。只有LD、ADDD和SD這3條指令是有效操作.展開后的循環(huán)體內(nèi)不重復(fù)使用寄存器。其它13個周期都是空轉(zhuǎn)。
【正文】 F0 , F2 SD 8(R1) , F4 LD F0 , 16(R1) ADDD F4 , F0 , F2 SD 16(R1) , F4 LD F0 , 24(R1) ADDD F4 , F0 , F2 SD 24(R1) , F4 SUBI R1 , R1 , 32 BNEZ R1 , Loop 指令級并行的概念 29／ 31 (3) 通過寄存器換名 ， 消除名相關(guān) 。 得到右邊的指令序列： Loop: LD F0 , 0(R1) ADDD F4 , F0 , F2 SD 0(R1) , F4 LD F6 , 8(R1) ADDD F8 , F6 , F2 SD 8(R1) , F8 LD F10 , 16(R1) ADDD F12 , F10 , F2 SD 16(R1) , F12 LD F14 , 24(R1) ADDD F16 , F14 , F2 SD 24(R1) , F16 SUBI R1 , R1 , 32 BNEZ R1 , Loop 換名操作需要較大的寄存器開銷。 指令級并行的概念 30／ 31 3．控制相關(guān)（ control dependence） ? 控制相關(guān) 是指由分支指令引起的相關(guān) 。 ? 典型的程序結(jié)構(gòu)是 “ ifthen”結(jié)構(gòu) 。 ? 看下面一個示例： if p1{ S1。 }。 S。 if p2{ S2。 }。 指令級并行的概念 31／ 31 ? 處理控制相關(guān)的 兩個原則 ： (1) 與控制相關(guān)的指令不能移到分支指令之 前 ， 即控制有關(guān)的指令不能調(diào)度到分支 指令控制范圍以外； (2) 與控制無關(guān)的指令不能移到分支指令之 后 ， 即控制無關(guān)的指令不能調(diào)度到分支 指令控制范圍以內(nèi) 。 指令級并行的概念 32／ 31 再考察 例 ： 假設(shè)循環(huán)展開時，循環(huán)控制分支指令沒有去除， 則指令序列如下： 指令級并行的概念 33／ 31 Loop: LD F0 , 0(R1) ADDD F4 , F0 , F2 SD 0(R1) , F4 SUBI R1 , R1 , 8 BEQZ R1 , Exit LD F0 , 0(R1) ADDD F4 , F0 , F2 SD 0(R1) , F4 SUBI R1 , R1 , 8 BEQZ R1 , Exit LD F0 , 0(R1) ADDD F4 , F0 , F2 SD 0(R1) , F4 SUBI R1 , R1 , 8 BEQZ R1 , Exit LD F0 , 0(R1) ADDD F4 , F0 , F2 SD 0(R1) , F4 SUBI R1 , R1 , 8 BNEZ R1 , Loop Exit: 指令級并行的概念
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