計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第20講-資料下載頁
2025-08-01 14:05本頁面
【正文】 tachi S820 NEC SX2 向量性能 Mflops 標(biāo)量性能 Mflops 向量平衡點(diǎn) 向量鏈接技術(shù) 向量指令的類型 以 CRAY1向量處理機(jī)為例， 有四類指令，兩種指令格式 (1) 向量與向量操作， Vi?Vj OP Vk (2) 向量與標(biāo)量操作， Vi ? Sj OP Vk (3) 向量取， Vi?存儲(chǔ)器 (4) 向量存， 存儲(chǔ)器 ? Vi CRAY向量處理機(jī)的指令格式 g h i j k 4位 3位 3位 3位 3位 g, h為操作碼， i為目的寄存器編號(hào) j, k為源寄存器編號(hào) g h i j k g為操作碼， h為變址寄存器 A的編號(hào) i為目的寄存器編號(hào)， j, k, m為形式地址 m 4位 3位 3位 3位 3位 16位 向量運(yùn)算中的相關(guān)和沖突 向量運(yùn)算中的數(shù)據(jù)相關(guān)和功能部件沖突： 采用順序發(fā)射順序完成方式 (1) 寫讀數(shù)據(jù)相關(guān)。 (2) 讀讀數(shù)據(jù)相關(guān)，或向量寄存器沖突。 (3) 運(yùn)算部件沖突。 V0 ? V1＋ V2 V0 ? V1＋ V2 V3 ? V4 V5 V3 ? V0 V4 (a)不相關(guān)的指令 (b)寫讀數(shù)據(jù)相關(guān) V0 ? V1＋ V2 V0 ? V1＋ V2 V3 ? V4＋ V5 V3 ? V1 V4 (c)功能部件沖突 (d)讀讀數(shù)據(jù)相關(guān) 向量鏈接技術(shù) (chaining) 結(jié)果寄存器可能成為后繼指令的操作數(shù)寄存器 兩條有數(shù)據(jù)相關(guān)的向量指令并行執(zhí)行，這種技術(shù)稱為兩條流水線的鏈接技術(shù)。 例如：有如下 3條向量指令： V3 ? A V2 ? V0＋ V1 V4 ? V2 V3 第一、二條指令沒有數(shù)據(jù)相關(guān)和功能部件沖突，可以同時(shí)開始執(zhí)行。 第三條指令與第一、二條指令均存在寫讀數(shù)據(jù)相關(guān)，可以鏈接執(zhí)行。 浮點(diǎn)加 7 1 2 3 4 5 6 Mem V0 V1 V2 V3 V4 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 浮點(diǎn)乘 三種執(zhí)行方式比較： (1) 如果向量長(zhǎng)度為 N， 三條指令采用串行方法執(zhí)行的時(shí)間為： [(1+6+1)+N1]+[(1+6+1)+N1]+[(1+7+1)+N1] = 3N+22 拍 (2) 如果前兩條指令并行執(zhí)行，第三條指令串行執(zhí)行，則執(zhí)行時(shí)間為： [(1+6+1)+N1]+[(1+7+1)+N1] = 2N+15 拍 (3) 如果采用鏈接技術(shù)，則執(zhí)行時(shí)間為： (1+6+1)+(1+7+1)+(N1)=17+N1=N+16 拍 實(shí)現(xiàn)鏈接的條件： (1) 沒有向量寄存器沖突和運(yùn)算部件沖突。 (2) 只有第一個(gè)結(jié)果送入向量寄存器的那一個(gè)周期可以鏈接。 (3) 先行的兩條指令產(chǎn)生運(yùn)算結(jié)果的時(shí)間必須相等。 (4) 兩條向量指令的向量長(zhǎng)度必須相等。
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