Lezione 22Pipeline e speedup

Data: 14 dicembre 2016 · Durata: 1:34:19
Fonte: Videolezione: Architettura degli Elaboratori, UniPD, a.a. 2016-17 (canale ufficiale Math UniPD)

Argomenti trattati

• 0:22 — Parallelismo e pipeline
• 6:01 — Replicazione totale e catena di montaggio con esecutori specializzati (21:01)
• 28:00 — Fasi di esecuzione delle istruzioni e diagrammi della pipeline (31:01)
• 39:02 — Prestazioni: tempo di ciclo; tempo per $n$ istruzioni (44:01), esempio con 9 istruzioni e 6 stadi; speedup (48:01)
• 52:00 — Problemi reali: stadi sbilanciati, dipendenze, salti
• 1:06:02 — Soluzioni: bolle e forwarding; dipendenze RAW, WAW e WAR (1:19:01)

Teoria

• PipelineIdea della catena di montaggio; pipeline a 5 stadi IF, ID, EX, MEM, WB; tempo di ciclo, tempo per n istruzioni in una pipeline a k stadi e speedup con esempi svolti; registri di pipeline; scrittura e lettura dei registri nello stesso ciclo; limiti (stadi sbilanciati, hazard).Pipeline →
• Hazard nella pipelineHazard strutturali, sui dati e sul controllo; dipendenze RAW, WAR e WAW; stalli e bolle con diagrammi; data forwarding (bypass) e caso load-use; riordino delle istruzioni da parte del compilatore e dell'hardware; costo dei salti.Hazard nella pipeline →