ДОСЛІДЖЕННЯ ВИКОНАННЯ ЦИКЛІВ НА КОНВЕЄРІ ІНСТРУКЦІЙ. Лабораторна робота з Архітектура комп ютерних систем. Робота № 101095

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:

Лабораторна робота

Предмет:

Архітектура комп ютерних систем

Завантажити

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

Міністерство освіти та науки України Національний університет «Львівська політехніка» ІКТА Кафедра ЗІ / Лабораторна робота №2 з дисципліни: «Архітектура комп’ютерних систем» на тему: «ДОСЛІДЖЕННЯ ВИКОНАННЯ ЦИКЛІВ НА КОНВЕЄРІ ІНСТРУКЦІЙ» Варіант - 26 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. / / Виконання роботи Виконання програми asm.exe за допомогою Windows PowerShell, яка дозволяє перевірити синтаксис програми до її виконання та її результат: / Оскільки синтаксис є правильним, наступним кроком буде виконання програми у WinMIPS64. Ось так виглядає головна сторінка програми після відкриття файлу labka2.s: / Перед початком виконання покрокової симуляції виконання інструкцій, увімкнемо апаратні механізми випередження даними і прогнозування напрямку умовного переходу за допомогою буфера цільових адрес переходу (branch target buffer, BTB) у Configure – Enable Forwarding і Enable Branch Target Buffer та натиснемо F7: / На 7 циклі було отримано RAW (read after write), що показано на скріншоті: / Було отримано 2 RAW на 10 циклі: / Після 11 циклів симуляції виконання інструкцій, утворилося перше пригальмування за рахунок виконаного умовного переходу (branch taken stall). / За 40 циклів було отримано 10 RAW та 2 BTS (branch taken stall): / На 76 циклі симуляції виконання інструкцій, трапилася помилка передбачення напрямку умовного переходу (Branch misprediction stall у вікні статистики): / І на 84 циклі була завершена програма з такими результатами: / Проте вимкнувши апаратні механізми випередження даними і прогнозування напрямку умовного переходу за допомогою буфера цільових адрес переходу, отримаємо ось такі результати: / Результат виконання програми сумування 10 чисел з механізмами випередження та прогнозування: Загальне число виконаних циклів становить 84. СРІ = 1.500 – середнє число циклів (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 (передбачені напрямку умовного переходу)= 2; Результат виконання програми сумування 10 чисел без механізмів випередження та прогнозування: Загальне число виконаних циклів становить 110. СРІ = 1.964 – середнє число циклів (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 (передбачені напрямку умовного переходу)= 0; Висновок: У даній лабораторній роботі я навчився виконувати певні RISC інструкції. Дізнався, що при вимкнених механізмах випередження та прогнозування не було помилки в передбаченні напрямку умовного переходу (Branch misprediction stall).

Лабораторна робота Архітектура комп ютерних систем

kakaduka

08.04.2025 12:26

Коментарі

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

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись