5.4 若有一静态多功能流水线分为6段,如图。乘法流 水线由....pptVIP

* * 5.4 若有一静态多功能流水线分为6段，如图。乘法流 水线由1、2、3、6段组成，加法流水线由1、4、5、 6段组成，通过每段所需时间如图。使用流水线时， 要等某种功能（如加法）操作都处理完毕后才能转 换成另一功能（如乘法）。 若要计算：A*B=（a1+b1）* （a2+b2）* （a3+b3） 问：（1）在上述流水方式下，完成A*B需多少时间？ 画出时空图并计算此流水线的使用效率和 吞吐率。 （2）与顺序运算方式相比，加速比为多少？ 1 2 6 3 4 5 2△t 2△t 2△t △t △t 2△t 乘 加 2 2 1 1 2 2 1 1 3 3 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 3 2 1 3 2 1 3 3 2 2 1 1 S6 S5 S4 S3 S2 S1 a1 b1 a2 b2 a3 b3 a1+b1 a2 +b2 (a1+b1)(a2 +b2) (a3+b3) 1 2 6 3 4 5 2△t 2△t 2△t △t △t 2△t 乘 加 E= n个任务占用的时空区 m段总的时空区 =(3*6*△t+2*8△t)/(6*26*△t) =17/78 TP=n/T=(3+2)/26△t =5/26△t SP=T非流水/T流水 = (3*6*△t+2*8△t)/26△t =17/13 5.6 已知某单功能非线性流水线的预约表如图， 要求： （1）列出禁止表F和冲突向量C； （2）画出该流水线状态图，确定其最小平 均延迟及此时的调度方案？P92 （3）当按此流水调度方案共输入8个任务时， 则其实际吞吐率为多少？ * S4 * S3 * * S2 * * S1 t6 t5 t4 t3 t2 t1 时间t 段S 间隔拍数 5-1=4 6-2=4 * S4 * S3 * * S2 * * S1 t6 t5 t4 t3 t2 t1 时间t 段S 间隔拍数 5-1=4 6-2=4 ∴F={4} ∴ C=（1000）（原始冲突向量） 2 3 1000 1100 1010 1001 原始冲突向量 1 1110 1 2 状态转换图： 1011 1111 1 3 2 =3 1101 1 3 2 2 （2，3，2，1） 5 （2，3） 3 （3） 平均间隔拍数 调度策略 由状态图得到各种调度方案的平均间隔拍数表: 由上表得，最小延迟：2，最佳调度方案为（2，3，2，1） TP=n/T =8/(2+3+2+1+ 2+3+2+ 2+3+2+1) =8/23 2+3+2+1 2 3 2 1 2 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 5.7 考虑3条功能流水线f1、f2和f3，它们的预约 表如图。 （1）当独立使用f1、f2和f3流水线时，它们 各自的最小平均等待时间为多少？P92 （2）若将3条流水线链成线性的串联形式， 则此时的最小平均等待时间为多少？ 最大吞吐率为多少？ * * S3 * * S2 * * S1 t6 t5 t4 t3 t2 t1 f1 * S3 * * S2 * * S1 t4 t3 t2 t1 f1 * S3 * * S2 * * S1 t5 t4 t3 t2 t1 f1 5.8 阻碍流水线畅通流水的主要障碍是哪三种 相关，叙述在何种情况下会发生这些相关。P83 （1） 资源相关 多条指令进入流水线后在同一机器 周期内争用同一功能部件所发生的冲突。 （2） 数据相关 流水线中各指令的重叠使原来对操 作数的访问顺序发生变化，导致数据相 关。往往发生在后继指令所需的操作数 是前一指令运算结果的情况下。 （3）控制相关 转移指令引起控制转移冲突。 5.9 为了在延迟转移槽中填入有效指令，一般可采 用哪三种方法？比较它们的优缺点。P90 a.将转移指令前的那条指令调度到延迟槽中。 要求转移指令与此指令不相关； b.将转移目标处的那条指令调度到延迟槽。 转移不发生时，该指令的执行结果对其他 指令无影响； c.将转移不发生时该执行的那条指令调度到 延迟槽中。 3种调度方法比较 方法1