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流水線中的相關-資料下載頁

2025-07-19 22:04本頁面
  

【正文】 功 ◆ 假設分支轉移成功,并開始從分支目標地址 處取指令執(zhí)行。 ◆ 起作用的前題:先知道分支目標地址,后知 道分支是否成功。 ◆ 對 DLX流水線沒有任何好處。 流水線中的相關 53/ 63 4. 延遲分支 (delayed branch) (1) 基本概念 把分支開銷為 n 的分支指令看成是延遲長 度為 n 的分支指令,其后緊跟有 n 個延遲槽。 流水線遇到分支指令時,按正常方式處理,順 帶執(zhí)行延遲槽中的指令,從而減少分支開銷。 延遲分支以及指令的執(zhí)行順序 流水線中的相關 55/ 63 (2) 具有一個分支延遲槽的 DLX流水線的 執(zhí)行過程 分支延遲槽中的指令 “ 掩蓋 ” 了流水線原來 必需插入的暫停周期。 流水線中的相關 56/ 63 (3) 分支延遲指令的調(diào)度(編譯器) 任務: 在延遲槽中放入有用的指令 ◆ 三種調(diào)度方法 ? 從前調(diào)度 (最好) ? 從目標處調(diào)度 ? 從失敗處調(diào)度 58/ 63 調(diào) 度 策 略 對調(diào)度的要求 什么情況下起作用? 從 前 調(diào) 度 從目標處調(diào)度 從失敗處調(diào)度 必須保證在分支失敗時執(zhí)行被調(diào)度 的指令不會導致錯誤。有可能需要 復制指令。 被調(diào)度的指令必須與分支無關 必須保證在分支成功時執(zhí)行被調(diào)度 的指令不會導致錯誤。 任何情況 分支成功時 (但由于復制指令,有 可能會增大程序空間 ) 分支失敗時 ◆ 三種方法的要求及效果 59/ 63 ? 對放入延遲槽的指令有限制 ? 編譯器預測分支是否成功的能力 ◆ 延遲分支調(diào)度受到的限制 ◆ 進一步改進:引入 “ 取消分支 ” 若預測方向正確,正常執(zhí)行延遲槽中的指令; 否則,將之變?yōu)?noop指令。 流水線中的相關 60/ 63 流水線中的相關 預測成功 取消 ” 分支的執(zhí)行過程 62/ 63 四、各種分支處理方法的性能 1. 假設: 理想 CPI= 1 則流水線的加速比為: S= D/ (1+ C)= D/ (1+ f p分支 ) D ── 流水線的深度 C ── 分支引起的流水線暫停時鐘周期數(shù) (每條指令的平均值 ) f ── 分支的出現(xiàn)頻度 p分支 ── 分支開銷 2. DLX流水線中各種分支處理方法的開銷 (表 ) 流水線中的相關 63/ 63 表 各種減少分支損失方法的效果 調(diào)度方法 每條分支指令的 平均分支損失 暫停流水線 預測分支成功 預測分支失敗 每條條件分支指 令的分支損失 延遲分支 每條無條 件分支指 令的損失 具有分支暫停 的實際 CPI 整型 平均 浮點 平均 整型 平均 整型 平均 浮點 平均 浮點 平均 流水線中的相關
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