🗊 Презентация Суперскалярный процессор

Категория: Образование
Нажмите для полного просмотра!
Суперскалярный процессор, слайд №1 Суперскалярный процессор, слайд №2 Суперскалярный процессор, слайд №3 Суперскалярный процессор, слайд №4 Суперскалярный процессор, слайд №5 Суперскалярный процессор, слайд №6 Суперскалярный процессор, слайд №7 Суперскалярный процессор, слайд №8 Суперскалярный процессор, слайд №9 Суперскалярный процессор, слайд №10 Суперскалярный процессор, слайд №11 Суперскалярный процессор, слайд №12 Суперскалярный процессор, слайд №13 Суперскалярный процессор, слайд №14 Суперскалярный процессор, слайд №15 Суперскалярный процессор, слайд №16 Суперскалярный процессор, слайд №17 Суперскалярный процессор, слайд №18 Суперскалярный процессор, слайд №19 Суперскалярный процессор, слайд №20 Суперскалярный процессор, слайд №21 Суперскалярный процессор, слайд №22 Суперскалярный процессор, слайд №23 Суперскалярный процессор, слайд №24 Суперскалярный процессор, слайд №25 Суперскалярный процессор, слайд №26 Суперскалярный процессор, слайд №27 Суперскалярный процессор, слайд №28 Суперскалярный процессор, слайд №29 Суперскалярный процессор, слайд №30 Суперскалярный процессор, слайд №31 Суперскалярный процессор, слайд №32 Суперскалярный процессор, слайд №33 Суперскалярный процессор, слайд №34 Суперскалярный процессор, слайд №35 Суперскалярный процессор, слайд №36 Суперскалярный процессор, слайд №37 Суперскалярный процессор, слайд №38 Суперскалярный процессор, слайд №39 Суперскалярный процессор, слайд №40 Суперскалярный процессор, слайд №41 Суперскалярный процессор, слайд №42 Суперскалярный процессор, слайд №43 Суперскалярный процессор, слайд №44 Суперскалярный процессор, слайд №45 Суперскалярный процессор, слайд №46
Скачать

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Суперскалярный процессор. Доклад-сообщение содержит 46 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1


Суперскалярный процессор Это процессор который способен заканчивать или отставлять 2 и более команды за такт. Скалярный конвейерный процессор...
Описание слайда:
Суперскалярный процессор Это процессор который способен заканчивать или отставлять 2 и более команды за такт. Скалярный конвейерный процессор исполняет более одной инструкции, но завершает всегда по одной.

Слайд 2


Типы суперскалярных процессоров Статический. Выполняет инструкции по порядку (in-order) Динамический. Выполняет инструкции вне порядка (out of...
Описание слайда:
Типы суперскалярных процессоров Статический. Выполняет инструкции по порядку (in-order) Динамический. Выполняет инструкции вне порядка (out of order), кроме инструкций условного перехода. Спекулятивный. Выполняет все инструкции вне порядка (out of order). Спекулирует над инструкциями условного перехода и инструкциями загрузки/сохранения.

Слайд 3


Статический суперскалярный процессор Схож с классическим конвейерным скалярным процессором. Все инструкции выполнятся в рамках одного конвейера....
Описание слайда:
Статический суперскалярный процессор Схож с классическим конвейерным скалярным процессором. Все инструкции выполнятся в рамках одного конвейера. Появилась дополнительная стадия планирования и группировки инструкций. Целочисленные и вещественные части конвейера выравниваются по длине с использованием пустых стадий.

Слайд 4


Стадия планирования и группировки инструкций. Проверяет группу из n инструкций на наличие конфликтов внутри группы и с инструкциями, которые уже...
Описание слайда:
Стадия планирования и группировки инструкций. Проверяет группу из n инструкций на наличие конфликтов внутри группы и с инструкциями, которые уже находятся на исполнении. Если внутри группы инструкций обнаружен конфликт, то на исполнение отправляются инструкции, которые предшествуют первой конфликтной инструкции в программном порядке, а остальные инструкции ждут разрешения конфликта. Также стадия отвечает за распределение инструкций между устройствами.

Слайд 5


Достоинства и недостатки Достоинства: Относительная аппаратная простота. Высокая пиковая производительность. Возможно достижения высокой рабочей...
Описание слайда:
Достоинства и недостатки Достоинства: Относительная аппаратная простота. Высокая пиковая производительность. Возможно достижения высокой рабочей частоты. Недостатки: Требуется перекомпиляция кода, для достижение высокого реального быстродействия.

Слайд 6


Модели статический суперскалярных процессоров. Sun Ultra Sparc III / IV IBM POWER 6
Описание слайда:
Модели статический суперскалярных процессоров. Sun Ultra Sparc III / IV IBM POWER 6

Слайд 7


Динамический суперскалярный процессор. Для планирования использует алгоритм Тамасуло. Усовершенствована стадия планирования, которая может...
Описание слайда:
Динамический суперскалярный процессор. Для планирования использует алгоритм Тамасуло. Усовершенствована стадия планирования, которая может планировать более 2 инструкций за такт. Инструкции после инструкции условного перехода планируются, но не исполняются, до исполнения инструкции условного перехода

Слайд 8


Что быстрее динамического суперскалярного процессора? Динамический суперскалярный процессор использует параллелизм инструкций только в одном базовом...
Описание слайда:
Что быстрее динамического суперскалярного процессора? Динамический суперскалярный процессор использует параллелизм инструкций только в одном базовом блоке. Следующим шагом является процессор, который использует параллелизм нескольких базовых блоков.

Слайд 9


Спекулятивный суперскалярный процессор. (ССП) Спекуляция - выполнение некоторой операции, необходимость выполнения которой носит вероятностный...
Описание слайда:
Спекулятивный суперскалярный процессор. (ССП) Спекуляция - выполнение некоторой операции, необходимость выполнения которой носит вероятностный характер. ССП способен выполнять инструкции, которые следуют за невыполненной инструкцией условного перехода, основываясь на данных предсказателя ветвления, и в случае неверного предсказания выполнять откат.

Слайд 10


Этапы исполнения инструкции
Описание слайда:
Этапы исполнения инструкции

Слайд 11


Стадии записи результата и завершения На стадии записи результата результат работы инструкции помещается в промежуточное хранилище, а не в основной...
Описание слайда:
Стадии записи результата и завершения На стадии записи результата результат работы инструкции помещается в промежуточное хранилище, а не в основной регистровый файл. На стадии завершения производиться проверка корректности исполнения инструкции, генерируются исключения, происходит запись результатов из временного хранилища в основной регистровый файл.

Слайд 12


Изменения в аппаратной схеме Добавлен: буфер упорядочивания (reorder buffer) Используется для: Хранения результатов работы инструкций между стадией...
Описание слайда:
Изменения в аппаратной схеме Добавлен: буфер упорядочивания (reorder buffer) Используется для: Хранения результатов работы инструкций между стадией записи результата и стадией завершения. Поддержание программного порядка инструкция на стадии завершения. Элемент БУ содержат: Выполняемую инструкцию: арифметическая, загрузка, сохранение, условный переход. Адрес результата инструкции Поля для временного хранения результата инструкции. Удален: буфер сохранения.

Слайд 13


Схема ССП
Описание слайда:
Схема ССП

Слайд 14


Описание работы схемы. Этап планирования. Планирование инструкций осуществляется с вершины очереди планирования. Для выполнения планирования должна...
Описание слайда:
Описание работы схемы. Этап планирования. Планирование инструкций осуществляется с вершины очереди планирования. Для выполнения планирования должна быть доступна СР на требуемом ФУ и ячейка на БУ, если хотя бы один из ресурсов не доступен, то инструкция ожидает в очереди. Выборка операндов состоит из трех стадий: Проверяются есть ли данные в регистровом файле, если есть переписываются в СР, если нет, то Проверяются есть ли данные в БУ, если есть переписываются в СР, если нет, то В СР записывается номер ячейки БУ которая содержит инструкцию, которая вычислит этот операнд. В файл переименования для результирующего регистра инструкции помещается номер ячейки БУ, которая ее содержит.

Слайд 15


Описание работы схемы. Этап исполнения и записи результат. Инструкции запускаются на исполнении по мере готовности их операндов и доступности ФУ. По...
Описание слайда:
Описание работы схемы. Этап исполнения и записи результат. Инструкции запускаются на исполнении по мере готовности их операндов и доступности ФУ. По общей шине передается результат инструкции и номер ячейки БУ, которая ее содержит. Запись результата производится одновременно во все ожидающие СР и БУ. Инструкция загрузки выполняется в две стадии: Вычисление адреса. Чтение из памяти. Запускается если нет конфликтов с предыдущими инструкциями загрузки и сохранения. Инструкция сохранения на этапе исполнения вычисляет адрес операнда и ожидает готовности результат, запись в память произойдет на стадии завершения.

Слайд 16


Описание работы схемы. Этап завершения. Инструкция после вычисления результата ожидает в БУ своего завершения. Завершаются инструкции, которые...
Описание слайда:
Описание работы схемы. Этап завершения. Инструкция после вычисления результата ожидает в БУ своего завершения. Завершаются инструкции, которые находятся на вершину БУ. БУ поддерживает поведение очереди FIFO. На этапе завершения: Для арифметических инструкции и инструкции загрузки проверяется наличия исключений и если исключений нет, то результат записывается регистровый файл. Для инструкции сохранения проверяется наличия исключений и если исключений нет, то результат записывается в память. Для инструкции условного перехода проверяется правильно она была предсказана или нет, если да, то инструкция удаляется из БУ, если нет, происходит сброс процессора: очищаются все стадии, на планирование отправляется первая инструкция из правельной ветви.

Слайд 17


Пример 1. L.D F6,34(R2) 2. L.D F2,45(R3) 3. MUL.D F0,F2,F4 4. SUB.D F8,F2,F6 5. DIV.D F10,F0,F6 6. ADD.D F6,F8,F2
Описание слайда:
Пример 1. L.D F6,34(R2) 2. L.D F2,45(R3) 3. MUL.D F0,F2,F4 4. SUB.D F8,F2,F6 5. DIV.D F10,F0,F6 6. ADD.D F6,F8,F2

Слайд 18


Такт 0
Описание слайда:
Такт 0

Слайд 19


Такт 1
Описание слайда:
Такт 1

Слайд 20


Такт 2
Описание слайда:
Такт 2

Слайд 21


Такт 3
Описание слайда:
Такт 3

Слайд 22


Такт 4
Описание слайда:
Такт 4

Слайд 23


Такт 5
Описание слайда:
Такт 5

Слайд 24


Такт 6
Описание слайда:
Такт 6

Слайд 25


Такт 7
Описание слайда:
Такт 7

Слайд 26


Такт 8
Описание слайда:
Такт 8

Слайд 27


Такт 9
Описание слайда:
Такт 9

Слайд 28


Такт 10
Описание слайда:
Такт 10

Слайд 29


Такт 11
Описание слайда:
Такт 11

Слайд 30


Такт 17
Описание слайда:
Такт 17

Слайд 31


Такт 18
Описание слайда:
Такт 18

Слайд 32


Такт 19
Описание слайда:
Такт 19

Слайд 33


Такт 20
Описание слайда:
Такт 20

Слайд 34


Такт 21
Описание слайда:
Такт 21

Слайд 35


Такт 22
Описание слайда:
Такт 22

Слайд 36


Такт 23
Описание слайда:
Такт 23

Слайд 37


Такт 24
Описание слайда:
Такт 24

Слайд 38


Такт 59
Описание слайда:
Такт 59

Слайд 39


Такт 60
Описание слайда:
Такт 60

Слайд 40


Такт 61
Описание слайда:
Такт 61

Слайд 41


Что произойдет если будет сгенерировано исключение? Если в процессе завершения инструкции выяснится, что она сгенерировала исключение, то произойдет...
Описание слайда:
Что произойдет если будет сгенерировано исключение? Если в процессе завершения инструкции выяснится, что она сгенерировала исключение, то произойдет сброс конвейера, как при ошибке предсказания перехода.

Слайд 42


Что обеспечивает выполнение критериев корректного исполнения программы? Сохранения потока данных происходит за счет использование СР и БУ, для...
Описание слайда:
Что обеспечивает выполнение критериев корректного исполнения программы? Сохранения потока данных происходит за счет использование СР и БУ, для восстановления явных связей между инструкциями по данным. Сохранение поведения исключений происходит: За счет использования отложенной генерации исключений. Исключение генерируется не на стадии исполнения, когда обнаруживается, а на стадии завершения. За счет отставки инструкции в программном порядке.

Слайд 43


Ограничения спекуляции. Если инструкция в спекулятивном режиме вызвало кэш промах стоит его обрабатывать или нет? Обрабатываются обычно только самые...
Описание слайда:
Ограничения спекуляции. Если инструкция в спекулятивном режиме вызвало кэш промах стоит его обрабатывать или нет? Обрабатываются обычно только самые легкие события, такие как промах в кэш первого уровня, остальные события откладываются до выхода инструкции из спекулятивного режима. Ошибочная спекуляция приводит к выполнению бессмысленной работы и трате энергии. Количество инструкций условного перехода над которыми производится спекуляция может быть ограничена.

Слайд 44


Ограничения планирования инструкций условного перехода. За один такт может быть запланирована только одна инструкция условного перехода, которая...
Описание слайда:
Ограничения планирования инструкций условного перехода. За один такт может быть запланирована только одна инструкция условного перехода, которая предсказана как выполненная. Это объясняется тем, что только на следующем такте будут доступны инструкции из выбранной ветви. Если инструкция предсказана как пропущенная, то одновременно с ней может быть запланированы последующие инструкции, и предсказана следующая инструкция условного перехода. Указанное ограничение является серьезным фактором который ограничивает рост производительности ССП при увеличение кол-ва одновременно завершаемых инструкций.

Слайд 45


Альтернативный подход к ССП Переименование регистров. Вычисленные значения инструкций до стадии завершения хранятся в основном регистровом файле во...
Описание слайда:
Альтернативный подход к ССП Переименование регистров. Вычисленные значения инструкций до стадии завершения хранятся в основном регистровом файле во вне архитектурных регистрах, вместо БУ. На стадии завершение нужный теневой регистр переименовывается в архитектурный. Такой подход позволяет упростить структуру процессора, так как все данные хранятся в одном месте.

Слайд 46


Особенности переименования регистров. Для своего функционирования требует два файл переименования для связи архитектурных регистров с физическими....
Описание слайда:
Особенности переименования регистров. Для своего функционирования требует два файл переименования для связи архитектурных регистров с физическими. Первый файл содержит информацию о текущих архитектурных регистрах. Их отображении на физические регистры и ячейки БУ. Второй файл содержит информацию действительных архитектурных регистрах. Их отображении на физические регистры.

Скачать

Похожие презентации
Mypresentation.ru
Загрузить презентацию