流水线技术--量处理机.ppt

解：第一编队：LV 第二编队：MULTSV； LV 第三编队：ADDV 第四编队：SV 一个编队内所有向量指令执行完毕所需要 的时间为： clk i start clk ij start j i c T n T T n T T ) ( ] [ max + = + = 3.5 向量处理机 假设第i个编队中所有向量指令处理的向量 元素个数均为n。 ：第i个编队的执行时间； ：第i个编队中第条指令所使用向量功能部 件的启动时钟周期数。 i c T ij start T 经过编队后的向量指令序列总的执行时间为： clk start clk m i i start m i clk i start m i i c v T mn T T mn T T n T T T ) ( ) ( ) ( 1 1 1 + = + = + = = ∑ ∑ ∑ = = = 3.5 向量处理机 编队并采用分段开采技术后，向量指令序列 执行所需的总的时钟周期数为： MVL：向量处理机的向量寄存器长度。 mn T T MVL n MVL MVL n n m T T MVL m T T MVL n T start loop start loop start loop n + + × = × - × + + + × + + = ) ( ) ] ( [ ) ( × 3.5 向量处理机 例3.10 在某向量处理机上执行DAXPY的向量指令序列，也即计算双精度浮点向量表达式。其中和是双精度浮点向量，最初保存在外部存储器中，是一个双精度浮点常数，已存放在浮点寄存器F0中。计算该表达式的向量指令序列如下： LV V1，Rx MULTFV V2，F0，V1 LV V3，Ry ADDV V4，V2，V3 SV Ry，V4 3.5 向量处理机 解：第一编队：LV V1，Rx 第二编队：MULTFV V2，F0，V1； LV V3，Ry 第三编队：ADDV V4，V2，V3 第四编队：SV Ry，V4 假设向量存储部件的启动需要12个时钟周期，向量乘法部件的启动需要7个时钟周期，向量加法部件的启动需要6个时钟周期，向量寄存器长度MVL＝64，那么对n个向量元素进行DAXPY表达式计算所需的时钟周期数为： 3.5 向量处理机 如果考虑采用向量链接技术，那么DAXPY的向量指令序列可以编队为： 第一编队：LV V1,Rx； MULTFV V2,F0,V1 第二编队：LV V3,Ry； ADDV V4,V2,V3 第三编队：SV Ry,V4 n n n n mn T T MVL n T start loop n 4 57 64 4 ) 12 6 12 12 15 ( 64 ) ( + × = + + + + + × = + + × = 3.5 向量处理机 *／43 *／43 3.5 向量处理机 3.5.1 向量处理方式和向量处理机 ◆ 向量处理机：具有向量数据表示和相应向量 指令的流水线处理机。 ◆ 标量处理机: 不具有向量数据表示和相应向　　　　　　　 量指令的处理机。 D＝A×（B＋C ） A、B、C、D ── 长度为 N 的向量 1. 向量处理方式 第三章 流水线技术 虚拟存储器的特点 (1) 水平(横向)处理方式 Ki＝bi＋ci Di＝Ki×ai 相关：N 次 功能切换：2N 次 虚拟存储器的特点 (2) 垂直(纵向)处理方式　 K＝B＋C 　　 D＝K×A 　 相关：１次 　 功能切换：１次 对处理机结构的要求： 存储器-存储器型操作的运算流水线对存储器的带宽要求很高。 例如：STAR-100，CYBER-205 3.5 向量处理机 虚拟存储器的特点 3.5 向量处理机 虚拟存储器的特点 (3) 分组(纵横)处理方式 　 把向量分成长度为某个固定值的若干组， 组内按纵向方式处理，依次处理各组。 　　　每组内： 　　 　　相关：１次 　　 　　功能切换：２次 　 3.5 向量处理机 虚拟存储器的特点 3.5 向量处理机 虚拟存储器的特点 对处理机结构的要求： 　　寄存器-寄存器型操作的运算流水线。 举例 虚拟存储器的特点 2. 向量处理机的速度评价方法 ◆ 标量处理机：通常用每秒执行多少指令 MIPS(Million Instructions Per Second) 来衡量机器的运算速度 。 ◆ 向量处理机：常用每秒取得多少个浮点运