流水線中的相關-閱讀頁
2025-08-03 22:04本頁面
【正文】 行其后的指令，直到分支指令到達 MEM段， 確定出新的 PC值為止。 若分支指令的頻度為 30％ ， 理想 CPI＝ 1， 則 實際 CPI＝ 1＋ 30％ 3≈2 41／ 63 3. 減少分支開銷的兩種途徑 ◆ 在流水線中盡早判斷分支轉移是否成功； ◆ 轉移成功時，盡早計算出轉移目標地址。 對于 DLX作如下改進 : (1) 把 “ ＝ 0？ ” 測試移至 ID段； 流水線中的相關 43／ 63 (2) 在 ID段增設一個加法器，這樣可以把分支 開銷減少一拍。 IF/,PC ← (if ID/ {ID/} else {PC+4})。 ID/ ← Regs[IF/..15]。 ID/ ← IF/。 ID/ ← (IR16)16IR16..31。 優(yōu)點： 簡單。 流水線中的相關 50／ 63 ◆ 在知道分支結果之前，分支指令后的指令不 能改變機器狀態(tài)，或者改變了之后能夠回退。 DLX流水線的處理過程 流水線中的相關 52／ 63 3. 預測分支成功 ◆ 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。 ◆ 對 DLX流水線沒有任何好處。 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。 流水線中的相關 56／ 63 (3) 分支延遲指令的調度（編譯器） 任務： 在延遲槽中放入有用的指令 ◆ 三種調度方法 ? 從前調度 （最好） ? 從目標處調度 ? 從失敗處調度 58／ 63 調 度 策 略 對調度的要求 什么情況下起作用？ 從 前 調 度 從目標處調度 從失敗處調度 必須保證在分支失敗時執(zhí)行被調度 的指令不會導致錯誤。 被調度的指令必須與分支無關 必須保證在分支成功時執(zhí)行被調度 的指令不會導致錯誤。 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 (每條指令的平均值 ) f ── 分支的出現頻度 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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