ДОСЛІДЖЕННЯ ВИКОНАННЯ ЦИКЛІВ НА КОНВЕЄРІ ІНСТРУКЦІЙ. Звіт до лабораторної роботи з Архітектура комп ютерних систем. Робота № 101039

ДОСЛІДЖЕННЯ ВИКОНАННЯ ЦИКЛІВ НА КОНВЕЄРІ ІНСТРУКЦІЙ

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

ІКТА

Факультет:

КН

Кафедра:

ЗІ

Інформація про роботу

Рік:

2025

Тип роботи:

Звіт до лабораторної роботи

Предмет:

Архітектура комп ютерних систем

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» ІКТА кафедра ЗІ З В І Т до лабораторної роботи №2 з курсу: “ Архітектура комп'ютерних систем” на тему: «ДОСЛІДЖЕННЯ ВИКОНАННЯ ЦИКЛІВ НА КОНВЕЄРІ ІНСТРУКЦІЙ» Варіант № 18 Львів – 2022 Мета роботи - опанувати техніку конвеєрного виконання RISC інструкцій. Завдання Засобами архітектурного симулятора WinMIPS64 машини з 64-розрядною RISC архітектурою MIPS64 дослідити конвеєрне виконання фрагментів машинних програм, що містять цикли. Виявити наявні залежності (небезпеки) даних і керування, оптимізувати програмний код та дослідити дію запропонованої оптимізації. За результатами проведених лабораторних досліджень оформити звіт та захистити його. Варіант Числа 1 60, 52, 51, 44, 21, 7, 8, 18, 7, 14 Початок виконання роботи Відкриємо програму WINMIPS64 і запустимо в ній файл loop.s, яким ми попередньо створили. Переконався, що програма завантажена до пам’яті і симулятор готовий до роботи. У вікні “Code” спостерігаємо код програми. /Основне вікно симулятора з відкритим файлом loop.s Використав апаратні механізми випередження даними і прогнозування напрямку умовного переходу за допомогою буфера цільових адрес переходу (branch target buffer, BTB). /Дозволяємо використання випередження (forwarding) і апаратури передбачення напрямку умовного переходу (branch target buffer). Покроково симулюємо виконання інструкцій. На 7 циклі отримали RAW (read after write). /Виконано 7 циклів симулювання При виконанні 10 такту бачимо ще 1 пригальмовування /Друге пригальмовування Після 11 тактів симулювання, сталося перше пригальмовування за рахунок виконаного умовного переходу (branch taken stall). /Виконання 11-ти тактів На 76 циклі виконання отримали першу помилку передбачення напрямку умовного переходу (Branch misprediction stall). /Виникнення першої помилки в передбаченні напрямку умовного переходу /Завершення програми Виключаємо апаратні механізми випередження даними і прогнозування напрямку умовного переходу за допомогою буфера цільових адрес переходу (branch target buffer, BTB). /Головне вікно стимулятора по завершенню симулювання програми loop.s Результат виконання програми сумування 10 чисел показав нам правильний результат 0x37. Загальне число виконаних циклів становить 84. СРІ = 1.500 – це середнє число тактових інтервалів (cycles per instruction), що припало на виконання кожної інструкції програми. • RAW Stalls (read after write) = 20 • Branch Taken Stalls (виконаного умовного переходу) = 2 • Branch Misprediction Stalls(передбаченні напрямку умовного переходу)= 2 Результат виконання програми без механізмів випередження та прогнозування сумування 10 чисел показав нам такий самий результат 0x37. Загальне число виконаних циклів становить 110. СРІ = 1.964 – це середнє число тактових інтервалів (cycles per instruction), що припало на виконання кожної інструкції програми. • RAW Stalls (read after write) = 41 • Branch Taken Stalls (виконаного умовного переходу) = 9 • Branch Misprediction Stalls (передбаченні напрямку умовного переходу)= 0 Висновок: на лабораторій роботі, я навчився виконувати певні RISC інструкції. З ввімкненими механізми випередження даними і прогнозування напрямку умовного переходу за допомогою буфера цільових адрес переходу (branch target buffer, BTB) програма виконалася на 26 менше ніж з вимкненими механізмами. Середнє число тактових інтервалів без механізмів також виросло на 0.464. При вимкнених механізмах не було помилки в передбаченні напрямку умовного переходу (Branch misprediction stall).

Звіт до лабораторної роботи Архітектура комп ютерних систем

kakaduka

08.04.2025 11:59

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись