流水線中的相關(guān)-資料下載頁(yè)
2024-07-28 22:04本頁(yè)面
【正文】 功 ◆ 假設(shè)分支轉(zhuǎn)移成功，并開始從分支目標(biāo)地址 處取指令執(zhí)行。 ◆ 起作用的前題：先知道分支目標(biāo)地址，后知 道分支是否成功。 ◆ 對(duì) DLX流水線沒有任何好處。 流水線中的相關(guān) 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(zhǎng) 度為 n 的分支指令，其后緊跟有 n 個(gè)延遲槽。 流水線遇到分支指令時(shí)，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(guān) 55／ 63 (2) 具有一個(gè)分支延遲槽的 DLX流水線的 執(zhí)行過(guò)程 分支延遲槽中的指令 “ 掩蓋 ” 了流水線原來(lái) 必需插入的暫停周期。 流水線中的相關(guān) 56／ 63 (3) 分支延遲指令的調(diào)度（編譯器） 任務(wù)： 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(biāo)處調(diào)度 ? 從失敗處調(diào)度 58／ 63 調(diào) 度 策 略 對(duì)調(diào)度的要求 什么情況下起作用？ 從 前 調(diào) 度 從目標(biāo)處調(diào)度 從失敗處調(diào)度 必須保證在分支失敗時(shí)執(zhí)行被調(diào)度 的指令不會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。有可能需要 復(fù)制指令。 被調(diào)度的指令必須與分支無(wú)關(guān) 必須保證在分支成功時(shí)執(zhí)行被調(diào)度 的指令不會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。 任何情況 分支成功時(shí) (但由于復(fù)制指令，有 可能會(huì)增大程序空間 ) 分支失敗時(shí) ◆ 三種方法的要求及效果 59／ 63 ? 對(duì)放入延遲槽的指令有限制 ? 編譯器預(yù)測(cè)分支是否成功的能力 ◆ 延遲分支調(diào)度受到的限制 ◆ 進(jìn)一步改進(jìn)：引入 “ 取消分支 ” 若預(yù)測(cè)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(guān) 60／ 63 流水線中的相關(guān) 預(yù)測(cè)成功 取消 ” 分支的執(zhí)行過(guò)程 62／ 63 四、各種分支處理方法的性能 1. 假設(shè)： 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(shí)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(guān) 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(yù)測(cè)分支成功 預(yù)測(cè)分支失敗 每條條件分支指 令的分支損失 延遲分支 每條無(wú)條 件分支指 令的損失 具有分支暫停 的實(shí)際 CPI 整型 平均 浮點(diǎn) 平均 整型 平均 整型 平均 浮點(diǎn) 平均 浮點(diǎn) 平均 流水線中的相關(guān)
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