TITULO 1

Aspectos Avanzados de Arquitectura de Computadores
2013
Obligatorio 1

- Cristian Andres Bauza Silva

C.I.: 4.529.320-4

Parte A (Pipeline):
1. Introducción
a) Ambas configuraciones tienen configurado como predicción de saltos el modo
taken, una ALU para operaciones con enteros, una ALU para operaciones de punto
flotante y un puerto de acceso a memoria y ninguna dispone de cache.Una diferencia importante es que en la configuración A1 se restringe a realizar la
emisión de instrucciones en orden.
Como características del pipeline podemos destacar que ambas configuraciones
pueden realizar el fetch, issue y commit de una sola instrucción por ciclo.

b)i) CPI configuración A1: 1,9460 cycles per instruction.
CPI configuración A2: 1,8308 cycles per instruction.
ii) Ladiferencia que se observa en las configuraciones es que en la configuración A1,
la propiedad issue:inorder esta en true, y en la configuración A2 en false, lo que
implica que con la conf. A1, tiene la restricción de realizar la emisión de
instrucciones en el orden en el cual están en el programa.
Esta es la causa de que en los resultados de la ejecución, la configuración A1
tenga un mayorpromedio de ciclos por instrucción, ademas de un menor número
de instrucciones por segundo y una mayor numero de ciclos en total para la
ejecución del programa.
iii) Se ejecutaron 213597 instrucciones, de las cuales 56890 corresponden a accesos a
memoria (26,6%).
iv) El tipo de predicción de saltos que se uso es "taken", con una tasa de acierto
del 33%.
2. Out of Order
a)
El forwardingconsiste en usar resultados temporales que aún no han sido
guardados, es decir, básicamente consiste en usar resultados de la salida la etapa
execute o de la etapa de write back en instrucciones siguientes del pipeline,
por ejemplo, una vez la ALU realiza una operación de add, el resultado de esta
puede ser requerido en la siguiente instrucción, en vez de esperar que el resultado
llegue a la etapade commit y retrasar la siguiente instrucción porque no tiene
aún el resultado de la anterior, se puede enviar el resultado directamente de la
salida de la ALU a la etapa del pipeline que sea necesario.
El register renaming básicamente trata de la duplicación de recursos, en
particular de los registros, cuando dos instrucciones entran en conflicto con un
registro (ej. R1) que deseanutilizar como operando de destino, a la que se ejecuta
en segundo lugar se le asigna otro registro como operando de destino (ej. R1b), lo
que puede implicar que la cpu dinámica mente tenga que renombrar las los
registros R1de instrucciones posteriores que lo usan como operando fuente a R1b
para que estas accedan al valor correcto en un instante de tiempo dado.

b)i) El primer forwarding serealiza entre el execute de la instrucción ac y el execute
de la instrucción ad.
Archivo de trazas interpretado por pipeview:
@1
ab = `0x00400140: [internal ld/st]'
ac = `0x00400148: lui
r28,0x1001'
[IF]
ac

[DA]
aa
ab

[EX]

@2
ad = `0x00400150: addiu
[IF]
ad

[DA]
ab
ac

[EX]
aa+

@3
ae = `0x00400158: addiu
[IF]
ae

[DA]
ac
ad

[EX]
ab

@4
af = `0x00400160:addiu
[IF]
af

[DA]
ad
ae

[EX]
ac

[WB]

[CT]

r28,r28,-24528'
[WB]

[CT]

r17,r29,4'
[WB]
aa

[CT]

r3,r17,4'
[WB]
aa
ab

@5
ag = `0x00400168: sll

r2,r16,2'

[IF]
ag

[WB]
ac

[CT]

[DA]
ae
af

[EX]
ad

[CT]
aa
ab

b)ii) La primer ejecución que se ejecuta fuera de orden es la instrucción ap, ya que se
ejecuta antes que la instrucción an,el motivo es que se detecta que la instrucción
ap es una instrucción de salto, por lo que es preferible ejecutarla lo antes posible
para evitar vaciar el pipeline de instrucciones que entraron al mismo posteriores a
la instrucción de salto.

@ 13
ap = `0x004001a8: jal
[IF]
ap

[DA]
am
an
ao

[EX]
al

@ 14
aq = `0x004001b0: sw
[IF]
aq

0x400ab0'
[WB]

[CT]
aj
ak...