Architettura dei calcolatori 6 Pipeline e conflitti

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1 ‐ PIPELINE E CONFLITTI Si consideri la sequenza di istruzioni sotto riportata (di cui viene fornito per comodità di analisi anche il diagramma multiciclo teorico) 1. lw $s2, ($s1) 2. lw $s1, 40($s6) 3. sub $s6, $s1, $s2 4. add $s6, $s2, $s2 5. or $s3, $s6, $zero 6. sw $s6, 50($s1) ciclo di clock 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 istruzione 1 IF ID EX MEM WB 2 IF ID EX MEM WB 3 IF ID EX MEM WB 4 IF ID EX MEM WB 5 IF ID EX MEM WB 6 IF ID EX MEM WB Si risponda alle domande seguenti. SOLUZIONE Nel diagramma temporale fornito si individuano tutte le dipendenze di dato indicando anche i registri. ciclo di clock 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 istruzione 1 IF ID 1 EX MEM WB 2 2 IF ID 6 EX MEM WB 1 3 IF ID 1,2 EX MEM WB 6 4 IF ID 2 EX MEM WB 6 5 IF ID 6,0 EX MEM WB 3 6 IF ID 1,6 EX MEM WB DOMANDA 1 ‐ Definire tutte le dipendenze di dato completando la Tabella 1: Tabella 1 (domanda 1) Tabella 2 (domanda 2a) istruzione istruzione da cui dipende registro coinvolto genera conflitto (si/no) numero stalli 3 1 $2 Si 1 3 2 $1 Si 2 4 1 $2 no 0 5 3 $6 si 1 5 4 $6 si 2 6 2 $1 no 0 6 3 $6 no 0 6 4 $6 si 1 DOMANDA 2 ‐ Si faccia l’ipotesi che la pipeline non sia dotata di percorsi di propagazione. a) Considerando le dipendenze di dato definite in Tabella 1, indicare in Tabella 2 quelle che creano un conflitto e per ognuna di queste quanti stalli sono necessari per risolvere il conflitto stesso b) Disegnare il diagramma temporale della pipeline e gli stalli effettivamente risultanti 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 IF ID EX MEM WB 2 IF ID EX MEM WB 3 IF ID stallo ID stallo ID EX MEM WB 4 IF stallo IF stallo IF ID EX MEM WB 5 IF ID stallo ID stallo ID EX MEM WB 6 IF stallo IF stallo IF ID EX MEM WB NOTA: può succedere che alcuni conflitti successivi vengono risolti dagli stalli precedenti; per…