بخشی از پاورپوینت
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----
اسلاید 1 :
مثال: شستن لباسها
Ali, Bahram, Cathy, Dara
هر كدام مقداري لباس دارند كه مي خواهند بشورند، خشك كنند و اتو كنند.
عمل شستن 30 دقيقه طول مي كشد.
عمل خشك كردن 40 دقيقه طول مي كشد.
اتو زدن 20 دقيقه طول مي كشد.
اسلاید 2 :
خط لوله: چندین دستورالعمل به طور همزمان در حال اجر هستند.
خط لوله به بخش ها یا قطعات تقسیم می شود.
چرخه ماشین بوسیله کندترین مرحله خط لوله معین می گردد.
معمولا چرخه ماشین = پالس ساعت
اسلاید 3 :
اگر n تکلیف (Task) داشته باشیم که زمان اجرای هر کدام از آن ها برابر با tn باشد (زمان انجام کل تکالیف = n*tn)، با فرض اینکه تعداد قطعات خط لوله k باشد و هر قطعه در tp انجام پذیر باشد (پالس ساعت = tp):
Task اول در k پالس (k*tp) انجام می پذیرد.
Task های دیگر هر کدام در پالس زمانی بعدی (یک پالس زمانی) تکمیل خواهند شد، پس زمان لازم برای انجام (n-1) تکلیف دیگر برابر با (n-1)*tp خواهد شد.
در نتیجه افزایش سرعت پردازش خط لوله نسبت به پردازش غیر خط لوله ای از فرمول زیر محاسبه می گردد: S = ntn / (k + n - 1)tp
اسلاید 4 :
پردازش خط لوله اي يك كار خاص را سريعتر نميكند، بلكه توان عملياتي كل را بهبود ميبخشد.
سرعت خط لوله توسط كندترين مرحله محدود ميگردد.
با استفاده از منابع مختلف چند كار همزمان باهم اجرا ميشوند.
در حالت ايده آل، تسريع به تعداد مراحل خط لوله است.
مراحل نامتعادل (با زمان اجراي نامساوي) سرعت و كارايي خط لوله را كاهش ميدهد.
زماني كه براي پر كردن و خالي كردن خط لوله صرف ميشود نيز باعث كاهش سرعت خط لوله ميگردد.
اسلاید 5 :
Ifetch: Instruction Fetch
Fetch the instruction from the Instruction Memory
Reg/Dec: Registers Fetch and Instruction Decode
Exec: Calculate the memory address
Mem: Read the data from the Data Memory
Wr: Write the data back to the register file
اسلاید 6 :
Need registers between stages
To hold information produced in previous cycle
اسلاید 7 :
Limits to pipelining: Hazards prevent next instruction from executing during its designated clock cycle
Structural hazards: HW cannot support this combination of instructions
Data hazards: Instruction depends on result of prior instruction still in the pipeline
Control hazards: Caused by delay between the fetching of instructions and decisions about changes in control flow (branches and jumps).
اسلاید 8 :
Read After Write (RAW)
InstrJ tries to read operand before InstrI writes it
Caused by a “Dependence” (in compiler nomenclature). This hazard results from an actual need for communication.
اسلاید 9 :
Write After Read (WAR)
InstrJ writes operand before InstrI reads it
Called an “anti-dependence” by compiler writers.
This results from reuse of the name “r1”.
اسلاید 10 :
Write After Write (WAW)
InstrJ writes operand before InstrI writes it.
Called an “output dependence” by compiler writers
This also results from the reuse of name “r1”.
