Materi ORKOM Perkuliahan 11

 Superscalar

What is Superscalar?

  • Common instructions (arithmetic, load/store, conditional branch) can be initiated and executed independently
  • Equally applicable to RISC & CISC
  • In practice usually RISC

General Superscalar Organization


Superpipelined

  • Many pipeline stages need less than half a clock cycle
  • Double internal clock speed gets two tasks per external clock cycle
  • Superscalar allows parallel fetch execute

Superscalar v
Superpipeline


Limitations

  • Instruction level parallelism
  • Compiler based optimisation
  • Hardware techniques
  • Limited by
  • True data dependency
  • Procedural dependency
  • Resource conflicts
  • Output dependency
  • Antidependency

Procedural Dependency

  • Can not execute instructions after a branch in parallel with instructions before a branch
  • Also, if instruction length is not fixed, instructions have to be decoded to find out how many fetches are needed
  • This prevents simultaneous fetches

Dependencies


Instruction Issue Policy

  • Order in which instructions are fetched
  • Order in which instructions are executed
  • Order in which instructions change registers and memory

In-Order Issue In-Order Completion (Diagram)


In-Order Issue 
Out-of-Order Completion

  • Output dependency
  • R3:= R3 + R5; (I1)
  • R4:= R3 + 1;   (I2)
  • R3:= R5 + 1;   (I3)
  • I2 depends on result of I1 - data dependency
  • If I3 completes before I1, the result from I1 will be wrong - output (read-write) dependency

Out-of-Order Issue
Out-of-Order Completion

  • Decouple decode pipeline from execution pipeline
  • Can continue to fetch and decode until this pipeline is full
  • When a functional unit becomes available an instruction can be executed
  • Since instructions have been decoded, processor can look ahead

Machine Parallelism

  • Duplication of Resources
  • Out of order issue
  • Renaming
  • Not worth duplication functions without register renaming
  • Need instruction window large enough (more than 8)

Superscalar Execution


Required Reading

  • Stallings chapter 13
  • Manufacturers web sites
  • IMPACT web site
  • research on predicated execution




Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

UTS Organisasi Komputer

1. Sebutkan dan jelaskan Perangkat Hardware dan Software yang kalian ketahui di PC ( Minimal 3 untuk masing-masing perangkat 2. Konversikan bilangan gabungan dari tgl lahir kalian masing2 ( contoh = 15 januari 1990, menjadi 15011990 menjadi Biner. Jawab: 1. #Hardware:      -Processor                : Merupakan otak dari komputer dan merupakan komponen yang paling penting untuk menjalankan semua program-program yang ada di dalam komputer. Ada 2 tipe processor saat ini yaitu Intel dan juga AMD masing-masing brand memiliki keunggulan tersendiri, seperti contoh nya saya memakai intel I5-9400f yang merupakan processor intel generasi 9 yang cukup kencang di tahun ini, kebanyakan processor intel dibuat untuk gaming studio sedangkan AMD untuk rendering.     -Graphic Card          : Merupakan hardware yang berfungsi untuk menampilkan gambar ke layar komputer.  Fungsi VGA Card dianggap tidak p...
Baca selengkapnya

RESUME ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER - MICRO-PROGRAMMED CONTROL

   Micro-programmed Control   Microprogrammed Control           Rancangan microprogrammed dibentuk serangkaian instruksi mikro, yang disebut sebagai program mikro (micro-program) untuk setiap instruksi mikro dan disimpan dalam sebuah memori kontrol (biasanya ROM) dalam Control Unit.   Sejarah           Istilah micro-program pertama kali muncul pada tahun 1950 dan diperkenalkan oleh M. V. Wilkes Pada hard-wired diperlukan perancangan ulang perangkat keras jika serangkaian instruksi dikembangkan Sebaliknya, pada micro-programmed,serangkaian instruksi mikro (program-mikro) disimpan dalam ROM sehingga sebuah instruksi dapat diubah dengan mengubah program mikro yang bersesuaian dengan instruksi tersebut dan kelompok instruksi dapat dikembangkan dengan hanya menyertakan ROM tambahan yang berisi program-mikro bersesuaian.   Microprogrammed Control          Microprogramm...
Baca selengkapnya

Perkuliahan 7

Gambar
 Komputer Aritmatika Komputer Aritmatika Does the calculations Everything else in the computer is there to service this unit Handles integers May handle floating point (real) numbers May be separate FPU (maths co-processor) May be on chip separate FPU (486DX +) ALU Inputs and Outputs Integer Representation Only have 0 & 1 to represent everything Positive numbers stored in binary e.g. 41=00101001 No minus sign No period Sign-Magnitude Two’s compliment Two’s Compliment Benefits One representation of zero Arithmetic works easily (see later) Negating is fairly easy 3 = 00000011 Boolean complement gives 11111100 Add 1 to LSB 11111101 Geometric Depiction of Twos Complement Integers Negation Special Case 1  0 =                00000000 Bitwise not       11111111 Add 1 to LSB              +1 Result           1 00000000 Overflow is ignored, so: - 0 = 0 ...
Baca selengkapnya