-第十章安腾高性能处理机体系结构.ppt

10.4指令级并行机制 3、推断执行的实现 例2考察下面的一个典型的if-then-else结构：If （x=0) then m=m+1 else m=m-1 在传统的超标量流水线体系结构中，完成上述判断通常要首先安排一条比较语句，将x与0进行比较。得到比较结果后，再选择执行then分支或else分支。 相应的汇编语句大致如下所示：cmp x，0;比较x和0je L1;若相等则转移至标号L1sub m,1；m=m-1jmp L2；无条件转移至标号L2L1：add m，1；m=m+lL2： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 10.4指令级并行机制例2续 而安腾处理机可以通过编译优化消除条件语句中的分支指令，将该结构转化成顺序的推测执行结构：①cmpeq P1，P2=0，x；//无条件执行：将r4寄存器的值与0比较，若相等则置推断寄存器P1为1，P2为0，否则置推断寄存器P1为0，P2为1 ②(P1)add m=1，m //若P1为1，则m+1送m③(P2)add m=-1，m //若P2为1，则m-1送m从判定流程上，似乎上面的三条语句并没有从逻辑上改变if-then-else结构的执行过程。但如果我们能够把这个例子和安腾体系结构结合起来，还是可以从这个简单的例子中体会到安腾处理机的设计思想。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 10.4指令级并行机制 4、安腾处理机设计思想 首先，安腾指令系统中的每条指令都能够支持推断执行，所以第二条指令和第三条指令中的条件判断并不需要使用专门的判断指令。虽然后面两条指令是条件执行的，但整体条件判断结构不再需要分支指令。 其次，指令中的推断操作的安排是由编译器在编译过程中完成的，不需要处理机在执行指令的非常短的时间内动态安排各条指令的条件执行。 最后，每条指令中虽然可以指定推断寄存器，但取指令、指令译码和执行操作并不需要等到推断寄存器的取值确定后再进行。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 10.4指令级并行机制 二、推测技术 1、存储器访问延迟与指令级并行 在现代计算机体系结构中，多级存储体系能够有效提高存储系统的性能价格比。但是，在多个功能单元实现并行处理的处理机中，执行指令的速度仍然受到存储器访问速度的制约。 现代RISC处理机用专用指令访问内存，取数指令往往成为影响处理机性能的瓶颈。见下图看一下取数指令对处理机并行执行指令的影响。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 10.4指令级并行机制 2、控制推测 解决处理机访存延迟的办法就是将访存操作尽可能提前执行。 在安腾处理机中，控制推测技术用于解决上述与取数指令有关的控制相关问题。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 10.4指令级并行机制 3、数据推测 控制推测技术能够解决分支和取数操作中的控制相关，但在指令优化过程中还可能存在数据相关。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 10.5双核安腾处理机的组成 一、双核安腾处理机的基本特性 1、并行处理技术 2、显式并行指令计算技术 3、超线程技术 4、三级大容量高速缓冲存储器 5、硬件辅助虚拟化技术 6、高速缓存安全技术 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profil