SEGMENTACIÓN

SEGMENTACION

4

SEGMENTACION

4

SEGMENTACIÓN

SEGMENTACIÓN Ejemplo 1



SEGMENTACIÓN Ejemplo 2: Secuencial

SEGMENTACIÓN Ejemplo 2. Con Segmentación

SEGMENTACIÓN

SEGMENTACIÓN

CÁLCULO DE LA ACELERACIÓN

CÁLCULO DE LA ACELERACIÓN O SPEED UP Ejercicio 1

SEGMENTACIÓN

SEGMENTACIÓN

SEGMENTACIÓN Extracción de la Instrucción

SEGMENTACIÓN Decodificación

SEGMENTACIÓN Ejecución

SEGMENTACIÓN Memoria

SEGMENTACIÓN Escritura

SEGMENTACIÓN Ciclo de una Instrucción

SEGMENTACIÓN •

Reducir el tiempo de ejecución mejora el rendimiento. –

•

Mejorar el rendimiento mejora el tiempo de respuesta. –

21

Ejemplo: usar una versión más rápida de un procesador.

Ejemplo: aumentar el número de núcleos en un procesadores

SEGMENTACIÓN •

Tiempo de ciclo debe permitir que una instrucción pase por todas las etapas en un ciclo. •

Tiempo entre el comienzo y la finalización de una instrucción. •

Rendimiento. Número de instrucciones por unidad de tiempo.  =

22

1



SEGMENTACIÓN EJERCICIO 1 Las 5 etapas del procesador tienen las siguientes latencias: Instrucciones Fetch

Decode

Execute

Memory

Writeback

A

300ps

400ps

350ps

550ps

100ps

B

200ps

150ps

100ps

190ps

140ps

Cada etapa supone 20ps extra debido a los registros entre etapas en procesadores segmentados. Con un procesador no segmentado, calcular: ¿Cuál es el tiempo de ciclo? ¿Cuál es la latencia de cada instrucción? ¿Cuál es el rendimiento?

23

SEGMENTACIÓN EJERCICIO 2 Las 5 etapas del procesador tienen las siguientes latencias: Instrucciones Fetch

Decode

Execute

Memory

Writeback

A

300ps

400ps

350ps

550ps

100ps

B

200ps

150ps

100ps

190ps

140ps

Cada etapa supone 20ps extra debido a los registros entre etapas en procesadores segmentados. Con un procesador segmentado, calcular: ¿Cuál es el tiempo de ciclo? ¿Cuál es la latencia de cada instrucción? ¿Cuál es el rendimiento?

24

SEGMENTACIÓN ETAPA 1

ETAPA 2

ETAPA 3

ETAPA ………

FRECUENCIA = CICLOS POR SEGUNDO – – – – –

1 Hz = 1 cycle/sec 1 KHz = 103 cycles/sec 1 MHz = 106 cycles/sec 1 GHz = 109 cycles/sec 2 GHz clock has a cycle time = 2 ×109 cycles/sec

 =

1 

 =

.    

SEGMENTACIÓN EJERCICIO 3 En un procesador segmentado con 4 etapas los tiempos consumidos por las etapas son 1, 1.75, 1.5 y 1.25 nanosegundos. Además, el tiempo de comunicación de datos de una etapa a otra es de 0.25 nanosegundos. ¿Cuál será la máxima frecuencia de reloj utilizable en el procesador?

SEGMENTACIÓN EJERCICIO 4 Un programa se ejecuta microprocesador X a 2 GHz

en 10

segundos

en el

¿Cual es el número de ciclos de reloj?

➡

Se desea que el microprocesador Y corra el mismo programa en 6 segundos, pero Y necesita un 10% más de ciclos ¿Cual debe ser la frecuencia de reloj de Y?

➡

SEGMENTACIÓN Un programa corre en 10 segundos en el microprocesador X a 2 GHz ¿Cual es el número de ciclos de reloj?

➡

 =

. 

   .  =  ×      = 10 × 2 × 10 9 = 20 × 10 9 

Queremos que el microprocesador Y corra el mismo programa en 6 segundos, pero Y necesita un 10% más de ciclos ¿Cual debe ser la frecuencia de reloj de Y?

➡

  = 1.1 × 20 × 10 9  = 22 × 10 9  .  22 × 109     = = = 3.67  6

SEGMENTACIÓN CICLO POR INSTRUCCIÓN - CPI

 =

     

 =    ×  × 

Ejemplo:

 =

       =

14

7  = 2

SEGMENTACIÓN CICLO POR INSTRUCCIÓN – CPI EJERCICIO 5 Para un programa dado se ejecuta 10 instrucciones El microprocesador A tiene un reloj con período 250 ps y CPI de 2.0 El microprocesador B tiene un reloj con período 500 ps y CPI de 1.2 ¿Qué microprocesador es más rápida y por cuanto?

SEGMENTACIÓN CICLO POR INSTRUCCIÓN – CPI EJERCICIO 5 Para un programa dado se ejecuta 10 instrucciones El microprocesador A tiene un reloj con período 250 ps y CPI de 2.0 El microprocesador B tiene un reloj con período 500 ps y CPI de 1.2 ¿Qué microprocesador es más rápida y por cuanto? A:

B:

 =    ×  ×   = 10 × 2 × 250 = 5000  =    ×  ×   = 10 × 1.2 × 500 = 6000

SEGMENTACIÓN CICLO POR INSTRUCCIÓN - CPI • •

CPIi= ciclos por instrucción del tipo i Ci= número de instrucciones del tipo i

SEGMENTACIÓN CÁLCULO DEL CPI EJERCICIO 6 –

– –

➡ ➡

Un diseñador de código decide entre dos secuencias de código para una microprocesador. Hay tres tipos de instrucciones • Clase A: requiere 1 ciclo/instr • Clase B: requiere 2 ciclo/instr • Clase C: requiere 3 ciclo/instr El primer código tiene 5 instrucciones: 2 de A, 1 de B, y 2 de C El segundo código tiene 6 instrucciones: 4 de A, 1 de B, y 1 de C Calcular los ciclos de CPU para cada código. ¿Cuál es más rápido? ¿Cuál es la CPI de cada programa?

SEGMENTACIÓN CÁLCULO DEL CPI EJERCICIO 6 A. Ciclos CPU (1º programa) = (2×1) + (1×2) + (2×3) = 2+2+6 = 10 ciclos Ciclos CPU (2º programa) = (4×1) + (1×2) + (1×3) = 4+2+3 = 9 ciclos El segundo programa es más rápido, aún ejecutando una instrucción más. B. CPI (1ºr programa) = 10/5 = 2 CPI (2º programa) = 9/6 = 1.5

RELANTIZACIÓN DE LA SEGMENTACIÓN




RELANTIZACIÓN DE LA SEGMENTACIÓN Dependencia de datos




SEGMENTACIÓN

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