Σωλήνωση Υπολογιστών | Λεξικό όρων

Κεφάλαιο 2
Προωθημένη Σωλήνωση

Σκοπός

 Ο σκοπός του κεφαλαίου αυτού είναι να παρουσιάσει την έννοια της παραλληλίας σε επίπεδο εντολής και σε επίπεδο βρόχου. Θα αναπτύξουμε την έννοια της εξάρτησης μεταξύ εντολών καθώς και τα είδη της εξάρτησης (η εξάρτηση δεδομένων και η εξάρτηση ονομάτων). Θα γνωρίσουμε την εξάρτηση ελέγχου, την ροή δεδομένων και την διαχείριση διακοπών. θα ορίσουμε την έννοια του δυναμικού προγραμματισμού (η τεχνική εκτέλεσης εντολών εκτός σειράς - η τεχνική του πίνακα αποτελεσμάτων). Τέλος, θα αναφερθούμε στην τεχνική του Tomasulo.

Οι ενότητες του κεφαλαίου είναι οι ακόλουθες:

 

1.

Παραλληλία και τεχνικές

Παραλληλία σε επίπεδο εντολής και βρόχου 

Προγραμματισμός σωλήνωσης και ανάπτυξη βρόχου 

 

2.

Είδη Εξαρτήσεων-Εξαρτήσεις δεδομένων και ονομάτων

Γενικά για τις Εξαρτήσεις

Εξαρτήσεις δεδομένων

Εξαρτήσεις ονομάτων

 

3.

Εξαρτήσεις ελέγχου-Αρχές και τεχνικές της παραλληλίας σε επίπεδο Βρόχου

Εξαρτήσεις ελέγχου

Αρχές και τεχνικές της παραλληλίας σε επίπεδο βρόχου

 

4.

Δυναμικός Προγραμματισμός-Η τεχνική του πίνακα αποτελεσμάτων

Η ιδέα του δυναμικού προγραμματισμού

Η τεχνική εκτέλεσης εντολών εκτός σειράς

Η τεχνική του πίνακα αποτελεσμάτων - SCOREBOARDING

               Υλικό επεξεργαστή στον πίνακα αποτελεσμάτων

 

5.

Η μέθοδος Tomasulo

Η τεχνική TOMASULO

Παραδείγματα πάνω στην τεχνική του Tomasulo

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της τεχνικής Tomasulo-Σύγκριση των δύο τεχνικών

 

6.

Μείωση των ποινών διακλάδωσης με δυναμική πρόβλεψη του υλικού

Δυναμικά σχήματα πρόβλεψης για το αποτέλεσμα διακλάδωσης.

Επιπλέον μείωση των καθυστερήσεων ελέγχου.

 

7.

Η τεχνική της πολλαπλής διευθέτησης

Γενικά για τους VLIW και υπερβαθμωτούς επεξεργαστές

Υπερβαθμωτή έκδοση του DLX επεξεργαστή

Πολλαπλή διευθέτηση εντολών με δυναμικό προγραμματισμό

Οι VLIW επεξεργαστές

Περιορισμοί στους επεξεργαστές πολλαπλής διευθέτησης

 

8.

Χρήση μεταγλωττιστή για την εκμετάλλευση της παραλληλίας σε επίπεδο εντολής.

Ανίχνευση και εξάλειψη εξαρτήσεων

Σωλήνωση λογισμικού-Συμβολική ανάπτυξη του βρόχου

Προγραμματισμός ανίχνευσης

9.

Ειδκή μελέτη: Ανυσματικοί Επεξεργαστές

b3 Εισαγωγή στους Ανυσματικούς Επεξεργαστές

b2 Πλεονεκτήματα των Ανυσματικών Επεξεργαστών

b1 Κύριες Αρχιτεκτονικές Ανυσματικών Επεξεργαστών

b1 Ο επεξεργαστής VMIPS

b1 Βελτιώνοντας την Απόδοση του Ανυσματικού Επεξεργαστή

 


Αρχιτεκτονική Υπολογιστών
Υπεύθυνη καθηγήτρια : Γρηγοριάδου Μαρία,
Αναπληρώτρια καθηγήτρια Τμήματος Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών,
Πανεπιστημίου
Αθηνών