Bài tập Bài 1: Thanh ghi biểu diễn số thực dạng chuẩn IEEE FP 754 (single precision) sau: 1000 0101 10111000100000000000000 Xác định giá trị số thực Bài 2: Xem xét chương trình chạy xử lý MIPS Người ta thống kê kết chương trình bảng sau: Loại lệnh Tỷ lệ thực thi 15% Load (lw) 10% Store (sw) 45% Các lệnh số học R-Format (ALU) 30% Lệnh rẽ nhánh (beq) Giả sử thời gian thực thi khối chức sau: − Memory (đọc ghi): 150ps − Register File (đọc ghi): 30ps − ALU cộng: 40ps − Bỏ qua thời gian thực thi khối chức lại Kiến trúc xử lý MIPS thiết kế tiến hóa qua phiên sau: Kiến trúc A: xử lý MIPS thiết kế theo kiến trúc single-cycle (mỗi lệnh thực chu kỳ đơn), single-clock (xung nhịp dùng chung cho tất lệnh) Kiến trúc B: xử lý MIPS thiết kế theo kiến trúc single-cycle (mỗi lệnh thực chu kỳ đơn), multi-clock (xung nhịp thay đổi cho lệnh) Kiến trúc C: xử lý MIPS thiết kế theo kiến trúc multi-cycle (các lệnh thực nhiều chu kỳ), single clock (xung nhịp dùng chung cho tất lệnh) Kiến trúc D: xử lý MIPS thiết kế theo kiến trúc multi-cycle (các lệnh thực nhiều chu kỳ), single clock (xung nhịp dùng chung cho tất lệnh) Các lệnh thực theo kỹ thuật pipeline (Giả sử chương trình thực thi pipeline không gây stall harzards) a) Xác định tốc độ xung nhịp (clock rate) tối đa cấp cho xử lý MIPS theo kiến trúc A b) Xác định speedup kiến trúc A B, C D Bài 3: Xét xử lý thực lệnh theo pipeline giai đoạn Trang CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt a) Xác định tất phụ thuộc liệu (data dependency) đoạn chương trình sau Phụ thuộc phụ thuộc giải kỹ thuật forwarding? add $s2,$s5,$s4 add $s4,$s2,$s5 sw $s5,100($s2) add $s3,$s2,$s4 b) Trong đoạn chương trình sau, ghi đọc chu kỳ clock thứ 5, ghi ghi kết thúc chu kỳ clock thứ 5? add $s1,$s2,$s3 add $s4,$s5,$s6 add $s7,$s8,$s0 add $t0,$t1,$t2 add $t3,$t4,$t5 Trang CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài giải Bài 1: Thanh ghi single precision 1000 0101 10111000100000000000000 S=1 Ereal= E – bias = 133 – 127 = Số thực là: 1.101110001 x 2^6 = -110.125 Bài 2: a) Xác định tốc độ xung nhịp (clock rate) tối đa cấp cho xử lý MIPS theo kiến trúc A Lệnh load có thời gian thực thi lâu nên CC = thời gian thực lệnh load Lệnh load qua giai đoạn: nạp lệnh + Thao tác register file (read) + thao tác ALU + Bộ nhớ + Thao tác register file (write) Thời gian = 150 + 30 + 40 + 150 + 30 = 400ps CC = 400ps => Clock rate = 1/CC = 2.5GHz b) Xác định speedup kiến trúc A B, C D Execution Time (A) = 400 * IC Execution Time (B) = (0.15 * 400 + 0.1 *370 + 0.45 * 250 + 0.3 * 220) * IC = 275.5 * IC => speedup (B vs A) = 1.45 Execution Time (C) = CPI * IC * CC = (0.15 * + 0.1 *4 + 0.45 * + 0.3 * 3) * IC * CC = 3.85 * IC * CC Với kiến trúc D, khơng có stall harzards nên CPI = Execution Time (D) = * IC * CC => speedup (D vs C) = 3.85 Bài 3: a) Xác định tất phụ thuộc liệu (data dependency) đoạn chương trình sau Phụ thuộc phụ thuộc giải kỹ thuật forwarding? add $s2,$s5,$s4 add $s4,$s2,$s5 # phụ thuộc lệnh (vì S2) Trang CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt sw $s5,100($s2) # phụ thuộc lệnh (vì S2) add $s3,$s2,$s4 # phụ thuộc lệnh (vì S2) # phụ thuộc lệnh (vì S4) Tất phụ thuộc giải kỹ thuật forwarding b) Trong đoạn chương trình sau, ghi đọc chu kỳ clock thứ 5, ghi ghi kết thúc chu kỳ clock thứ 5? add $s1,$s2,$s3 add $s4,$s5,$s6 add $s7,$s8,$s0 add $t0,$t1,$t2 add $t3,$t4,$t5 Thanh ghi t1, t2 đọc chu kỳ clock thứ Thanh ghi s1 ghi kết thức chu kỳ clock thứ Trang CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... định speedup kiến trúc A B, C D Execution Time (A) = 400 * IC Execution Time (B) = (0.15 * 400 + 0.1 *370 + 0.45 * 250 + 0.3 * 220) * IC = 275.5 * IC => speedup (B vs A) = 1.45 Execution Time... CC = (0.15 * + 0.1 *4 + 0.45 * + 0.3 * 3) * IC * CC = 3.85 * IC * CC Với kiến trúc D, khơng có stall harzards nên CPI = Execution Time (D) = * IC * CC => speedup (D vs C) = 3.85 Bài 3: a) Xác... $s1,$s2,$s3 add $s4,$s5,$s6 add $s7,$s8,$s0 add $t0,$t1,$t2 add $t3,$t4,$t5 Trang CuuDuongThanCong .com https://fb .com/ tailieudientucntt Bài giải Bài 1: Thanh ghi single precision 1000 0101 10111000100000000000000