Re: [理工] 計組管線的一些題目

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※ 引述《john2557 (WANG)》之銘言：
: [101交大資聯] 張凡上P534
: For the code sequence below,assume the two "bne" instructions are predicted as "taken",
: but actually they are "not taken".How many cycles does it take to complete?
: Also indentify which cycle(s) will become bubble when execute the code
: 1.      lw      $to,$s1,$s2
: 2.      add     $s0,$t0,$t1
: 3.      lw      $s1,0($t0)
: 4.      bne     $s0,$s1,10
: 5.      add     $s2,$s0,$s1
: 6.      add     $s3,$s1,$s0
: 7.      bne     $s2,$s3,10
: 8.      add     $s3,$s2,$s3


  這一題我覺得除非是像張凡那樣對pipeline熟到不行
  否則很難直接用想的想通 (特別是stall 哪幾個cycle)

  最好的方法就是把圖畫出來
  但是一般周期圖太難畫 畫到20cycle不可能
  我想到的方法就是只畫一個pipeline
  然後用數字表示該指令第幾個cycle在該階段

  例如

             IF ID EX ME WB
        lw    1  2  3  4  5
        add   2  3  4  5  6
        lw    3  4  5  6  7

  所以可以看出第七個cycle lw在WB
  第七個cycle結束 就做完了


  如果有load use 必須 stall one cycle (S1C)
  因為前面的lw會繼續走  但是後面的add要停一個clock
  那就ID 畫3,4  (表示cycle 3 4 add都在ID)

             IF ID EX ME WB
        lw    1  2  3  4  5
        add   2 3,4 5  6  7
        lw   3,4 5  6  7  8

  假如bne在MEM決定  但是跳錯   那會需要flush三個 cycle
  原本這樣
        bne   5  6  8  9 10
        add   6  8  9 10 11

  但是add的 cycle 6 8 9 被flush 只能從cycle 10開始
  所以變成
        bne   5  6  8  9 10
        add  10 11 12 13 14

  又根據題目
  (a) branch 在 MEM     =>load use 要stall one cycle  => S1C
                        =>bne    後面flush three cycle=> F3C

  (b) branch 在 ID      =>load use    =>S1C
                        =>R-branch    =>S1C
                        =>load-branch =>S2C
                        =>bne後面     =>F1C


 (a)
             IF ID EX ME WB
        lw    1  2  3  4  5
 S1C
        add   2  3  5  6  7
        lw    3  5  6  7  8
 S1C
        bne   5  6  8  9 10
 F3C
        add  10 11 12 13 14
        add  11 12 13 14 15
        bne  12 13 14 15 16
 F3C
        add  16 17 18 19 20


     可以看出c4 c7 被stall
     但是c6 8 9 13 14 15 是被flush的  故不算stall


 (b)
             IF ID EX ME WB
        lw    1  2  3  4  5
 S1C
        add   2  3  5  6  7

        lw    3  5  6  7  8
 S2C
        bne   5  6  9 10 11
 F1C
        add   9 10 11 12 13
        add  10 11 12 13 14
 S1C
        bne  11 12 14 15 16
 F1C
        add  14 15 16 17 18

    可以看出c4 c7 c8 c13被stall


   結論:可以用確定可行穩定的方式  把整個周期怎麼走算出來
        答案也和張凡符合
        只是(b)最後面還是跟張凡的答案差一個c12
        可能真的要把18個cycle的周期圖畫出來看看了




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◆ From: 118.160.172.226
※ 編輯: divus           來自: 118.160.172.226      (11/13 22:58)
※ 編輯: divus           來自: 118.160.172.226      (11/13 23:00)
推 john2557:感謝d大你提供的方法
推 kiki86151:推猛 有點懂原來有這招 我畫圖都習慣把整個畫出來==
→ kiki86151:不過有疑問為什麼 bne是5689?不是stall2在ex就stall?
※ 編輯: divus           來自: 118.160.172.226      (11/13 23:38)
→ kiki86151:啊蠢了==誤解就變整個鬼打牆 張凡算法沒錯
推 WashFreeID:感謝!不過這樣我覺得是c12 stall bne等上個add的資料
→ WashFreeID:然後c13是flush 這樣就跟解答一樣了??