Как влияет количество команд в последовательности на эффективность

Вариант № 4

 

Выполнили: Бондаренко П.А.

Камышанов А.И.

Группа: 8303

Факультет: КТИ

Преподаватель: Горячев Г.А.

 

Санкт-Петербург

Лабораторная работа № 2

Оценка производительности конвейерного процессора

 

Цель работы. Изучение принципов работы конвейера команд с помощью имитационной модели

 

1) Проведем исследование с одинаковым количеством команд и одинаковыми длительностями этапов.

Возьмем 1 команду.

Для начала возьмем легкий вариант. Длительность этапов пусть будет равна 1 такту.

При времени такта, равному единице мы получаем:

Среднее время выполнения команд 5.

Суммарный простой устройств 20.

 

2) Проведем эксперимент. Изменим количество команд в последовательности.

Мы получаем результаты аналогичные прошлому опыту.

 

3) заменим длительность последнего этапа скажем на 3 на 4 команде.

Получим результаты:

 

 

 

4) попробуем вернуть 3 этап к старому варианту, а изменить первый.

Поставим время выполнение первого этапа равное 2 на 3 и 4 команде.

Результаты:

Графики и значения ID, OR, EX и WB совпадают.

 

 

5) Вернем первый этап в начальное состояние.

Теперь поменяем скажем этап OR на 3.

Результаты:

Графики и значения IF, ID, EX и WB совпадают.

 

Выводы: В ходе выполнения лабораторной работы было установлено, что конвейер команд позволяет сократить выполнение последовательности команд, начиная со 2 команды. Время выполнения единичной команды при использовании конвейерной обработки больше, чем при использования последовательной обработки. При увеличения числа команд среднеу значение выполнение одной команды стремится к T= max { TIF, TID, TOR, TEX, TWB} + Dt. От расположения длительного этапа ничего не зависит.

Ответы на вопросы:

Назовите основные методы повышения производительности современных

Вычислительных систем.

- Повышение производительности элементной базы.

- Уменьшение числа логических уровней при реализации логических схем.

- Реализация основных операций с помощью более эффективных алгоритмов.

- Сокращение временных затрат на обращение к памяти.

- Распараллеливание команд.

Какое количество обрабатывающих устройств необходимо для организации

работы конвейера?

Для организации работы конвейера необходимы наборы векторных и

скалярных регистров, а так же конвейерное АЛУ.

Как влияет количество команд в последовательности на эффективность

работы конвейера?

Чем большее количество команд выполняется, тем эффективнее работает

конвейер.

4. Как влияет изменение длительности различных стадий обработки команд на эффективность работы конвейера?

При увеличении длительности стадий, эффективность работы конвейера

снижается.