第三章流水绲技术 31流水线的基本概念 32 DLX MIPS)基本流水线 33流水线的相关 34异常处理 35DLX(MIPS)中多周期操作的处理 36 MIPSR4000流水线 中国科学技术大学 chapter2
第三章 流水线技术 3.1流水线的基本概念 3.2 DLX(MIPS）基本流水线 3.3 流水线的相关 3.4 异常处理 3.5 DLX (MIPS)中多周期操作的处理 3.6 MIPS R4000流水线 中国科学技术大学 chapter03.2
Review:性能评测 ·平均cP? 每类指令的使用频度 pe CPli for type Frequency CPl; X freql Arith/LOgIc 40% 1.6 Load 30% 1.5 Store 10% 0.4 branch 20% 0.6 Average CPl: 4.1 中国科学技术大学 chapter3.3
中国科学技术大学 chapter3.3 Review:性能评测 • 平均CPI? – 每类指令的使用频度 Type CPIi for type Frequency CPIi x freqIi Arith/Logic 4 40% 1.6 Load 5 30% 1.5 Store 4 10% 0.4 branch 3 20% 0.6 Average CPI:4.1
是否可以使cP|<41? ·在一条指令执行过程中下图有许多空闲部件 可以让指令重叠执行?? PCWrCond CSRc Zero or MemWr IRWr RegL aluSela Zero R RAdr rb b Reg file Memory 0 WrAd RW Din Dout bus busH Mux ALU Control Imm Extend 16 ALEc 技术大 Mento reg ALUSelB chapter3. 4
中国科学技术大学 chapter3.4 是否可以使 CPI < 4.1? Ideal Memory WrAdr Din RAdr 32 32 32 Dout MemWr 32 ALU 32 32 ALUOp ALU Control 32 IRWr Instruction Reg 32 Reg File Ra Rw busW Rb 5 5 32 busA busB 32 RegWr Rs Rt Mux 0 1 Rt Rd PCWr ALUSelA 1 Mux 0 RegDst Mux 0 1 32 PC MemtoReg Extend ExtOp Mux 0 1 32 0 1 2 3 4 16 Imm 32 << 2 ALUSelBMux 1 0 32 Zero Zero PCWrCond PCSrc 32 IorD Mem Data Reg ALU Out B A • 在一条指令执行过程中下图有许多空闲部件 – 可以让指令重叠执行??
31流水线的基本概念 ·洗衣为例 A BCC D Ann Brian cathy dave 每人进行洗衣的动作 wash, dry, and fold washer需要30 minutes Dryer需要40 minutes ·“ Folder”需要20 minutes 中国科学技术大学 chapter3.5
中国科学技术大学 chapter3.5 • 洗衣为例 • Ann, Brian, Cathy, Dave 每人进行洗衣的动作： wash, dry, and fold • washer需要 30 minutes • Dryer 需要 40 minutes • “Folder” 需要 20 minutes A B C D 3.1 流水线的基本概念
Sequential Laundry 6PM 7 8 9 10 11 Midnight Time 304020304020304020304020 Task order AB2C2D 顺序完成这些任务需要6小时 如果采用流水作业,需要多长时间? 中国科学技术大学 chapter 3.6
中国科学技术大学 chapter3.6 Sequential Laundry • 顺序完成这些任务需要 6 小时 • 如果采用流水作业, 需要多长时间? A B C D 30 40 20 30 40 20 30 40 20 30 40 20 6 PM 7 8 9 10 11 Midnight T a s k O r d e r Time