Lista de Exercicios sobre Pipeline em Arquitetura de Computadores

Lista de Exercícios Pipeline Prof Bernardo Costa 1 62 Uma arquitetura de computadores precisa projetar o pipeline de um novo microprocessador Ela tem um núcleo de um programa de exemplo com 10⁶ instruções Cada instrução exige 100ps para terminar a Quanto tempo será necessário para executar esse núcleo de programa em um processador sem pipeline b O microprocessador mais moderno tem cerca de 20 estágios de pipeline Suponha que ele tenha um pipeline perfeito Quanto é o ganho de velocidade conseguido em comparação com o processador sem pipeline c O pipeline real não é perfeito pois sua implementação introduz algum overhead por estágio do pipeline Este overhead afetará a latência das instruções a vazão das instruções ou ambos 2 64 Identifique todas as dependências de dados no código a seguir Quais dependências são hazards de dados que serão resolvidos por meio de forwarding Quais dependências são hazards de dados que causarão stall add 3 4 2 sub 5 3 1 lw 6 2003 add 7 3 6 3 614 O trecho de código a seguir é executado usandose o pipeline mostrado na Figura 630 lw 5 402 add 6 3 2 or 7 2 1 and 8 4 3 sub 9 2 1 No ciclo 5 imediatamente antes que as instruções sejam executadas o estado do processador é o seguinte a O PC tem valor 100dec o endereço da instrução sub b Cada registrador possui o valor inicial 10dec mais o número do registrador por exemplo o registrador 8 tem o valor inicial 18dec c Cada palavra da memória acessada como dado tem o valor inicial 1000dec mais o endereço em bytes da palavra por exemplo Memória8 tem o valor inicial 1008dec Determine o valor de cada campo nos quatro registradores de pipeline do ciclo 5 4 617 Considere a execução do código a seguir no caminho de dados em pipeline da Figura 636 add 2 3 1 sub 4 3 5 add 5 3 7 add 7 6 1 add 8 2 6 Ao final do quinto ciclo de execução quais registradores estão sendo lidos e qual registrador será escrito 5 621 Temos um programa de 10³ instruções no formato lwaddlwadd A instrução add depende e só depende da instrução lw imediatamente antes dela A instrução lw também depende e só depende da instrução add imediatamente antes dela Se o programa for executado no caminho de dados da Figura 636