计算机系统结构第4章标量流水线技术课件教学.pptVIP

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2017-03-07 发布于广东
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计算机系统结构第4章标量流水线技术课件教学.ppt

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计算机系统结构第4章标量流水线技术课件教学.ppt

第4章标量流水线技术内容提要: 第4章标量流水线技术 4.1 概述 4.2 标量流水线工作原理 4.3 指令级流水线 4.1 概述 4.1.1 控制流及其改变 4.1.2 程序执行过程中的重叠操作与先行控制 4.1.1 控制流及其改变 4.1.2 程序执行过程中的重叠操作与先行控制 4.2 标量流水线工作原理 4.2.1 标量流水线工作原理 4.2.2 标量流水线分类 4.2.3 流水线性能分析 4.2.4 流水线中的主要障碍 4.2.5 流水线的实现与控制 4.2.6 流水线的动态调度 4.2.1 标量流水线工作原理 4.2.2 标量流水线分类 4.2.3流水线性能分析 4.2.4 流水线中的主要障碍 4.2.5流水线的实现与控制 4.2.6 流水线的动态调度 4.3 指令级流水线 4.3.1 指令级流水线 4.3.2 超级标量流水线 4.3.3 超长指令字 4.3.4 展开循环体后调度 4.3.5 软件流水法 4.3.6 超级流水机举例 4.3.1 指令级流水线 4.3.2 超级标量流水线 4.3.3 超长指令字 4.3.4 展开循环体后调度 4.3.5 软件流水法 4.3.6 超级流水机举例 1.未展开循环体调度对循环体重新调度，仅需6个周期完成。 LOOP：LD F0，0(R1) ；F0←M[(R1)+0]，读向量元素 STALL ；装载停顿 ADDD F4，F0，F2 ；F4←(F0)+(F2) SUB R1，R1，#8 ；R1←(R1)-8，将指针减8 BNEZ R1，LOOP ；若(R1)≠0，则转移到LOOP SD 8(R1)，F4 ；填补延迟槽由于指令SUB和SD互换位置，因此指令SD中基址寄存器R1的偏移量由0改为8。 2. 展开循环体调度把循环体展开多次。比如三次，程序如下：周期数 LOOP：LD F0， 0(R1) 2 ADDD F4，F0，F2 3 SD 0(R1)，F4 1 LD F6，-8(R1) 2 ADDD F8，F6，F2 3 SD -8 (R1)，F8 1 LD F10，-16(R1) 2 ADDD F12，F10，F2 3 SD -16(R1)，F12 1 LD F14，-24(R1) 2 ADDD F16，F14，F2 3 SD -24 (R1)，F16 1 SUB R1，R1，#32 1 BNEZ R1，LOOP 2 展开3次，共有4个循环体，因此指令SUB中寄存器R1的内容需减去32，共计需要27个周期，平均每一个循环体需要6.75个周期。重新调度可得如下程序，只需14个周期即可完成4个循环体的执行，平均每一个循环体仅需3.5个周期。 LOOP：LD F0， 0(R1) LD F6， -8(R1) LD F10，-16(R1) LD F14，-24(R1) ADDD F4，F0