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1、设一条流水线的执行过程分成取指令、分析指令和执行指令三个阶段

1、设一条流水线的执行过程分成取指令、分析指令和执行指令三个阶段,每个阶段所需的时间分别为t、t和2t,分别求出下列各种情况下,连续执行N条指令所需的时间。

(1)顺序执行方式;

(2)只有取指令和执行指令重叠执行;

(3)取指令、分析指令和执行指令重叠执行;

2、有一条流水线如下所示

1、设一条流水线的执行过程分成取指令、分析指令和执行指令三个阶段

(1)求连续输入10 条指令,该流水线的实际吞吐率和效率;

(2)该流水线的瓶颈在哪一段?请采取2种不同的措施消除此“瓶颈”。对于你所给出的新流水线,计算连续输入10 条指令时,其实际吞吐率和效率;

3、在改进的DLX 流水线上运行如下代码序列:

LOOP: LW R1, 0(R2)

ADDI R1, R1, # 1

SW 0(R2), R1

ADDI R2, R2, # 4

SUB R4, R3, R2

BNEZ R4, LOOP 其中,R3 的初始值是R2+396。假设:在整个代码序列的运行过程中,所有的存储器访问都是命中的,并且在一个时钟周期中对同一个寄存器的读操作和写操作可以通过寄存器“定向”。问:

(1)在没有任何其它定向(或旁路)硬件的支持下,请画出该指令序列执行的流水线时空图。假设采用排空流水线的策略处理分支指令,且所有的存储器访问都可以命中Cache,那么执行上述循环需要多少个时钟周期?

(2)假设该DLX 流水线有正常的定向路径,请画出该指令序列执行的流水线时空图。假设采用预测分支失败的策略处理分支指令,且所有的存储器访问都可

以命中Cache,那么执行上述循环需要多少个时钟周期?

(3)假设该DLX 流水线有正常的定向路径,请对该循环中的指令进行调度。注意可以重新组织指令的顺序,也可以修改指令的操作数,但是不能增加指令的条数。请画出该指令序列执行的流水线时空图,并计算执行上述循环需要的时钟周期数?

4.根据需要展开下面的循环并且进行指令调度,直到没有任何延迟。指令的延迟如表:

1、设一条流水线的执行过程分成取指令、分析指令和执行指令三个阶段

Code:

Loop: LD F0,0(R1)

MULTD F0,F0,F2

LD F4,0(R2)

ADDD F0,F0,F4

SD 0(R2),F0

SUBI R1,R1,8

SUBI R2,R2,8

BNEQZ R1,LOOP

5.列举下面循环中的所有相关,包括输出相关,反相关,真相关和循环相关。

1、设一条流水线的执行过程分成取指令、分析指令和执行指令三个阶段

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