Flashcards
2.4 Computersysteme II, Pipeline-Mikroarchitektur
Cards in this deck (23)
- 1Was ist "Pipelining"?die überlappende und taktsynchrone Verarbeitung von mehreren Befehlen
(Fließbandprinzip) - 2Welcher Grundgedanke (der Mehrzyklusarchitektur) wird beim Pipelining konsequent fortgeführt?Die Unterteilung eines Befehls in mehrere Teilschritte
- 3Wieviele Schaltnetze sind bei einer Ein- und Mehrzyklusarchitektur pro Taktzyklus voll ausgelastet?Eigentlich nur eines
- 4Wieviele Schaltnetze können bei einer Pipelinearchitektur im günstigsten Fall ausgelastet werden?Alle
- 5Was ist eine Pipeline-Stufe bzw. welche Funktion hat diese?Eine Verabeitungseinheit bestehend aus kombinatorischen Schaltnetzen, die jeweils einen Teilschritt in der Befehlsverarbeitung übernimmt
- 6Wodurch sind die einzelnen Pipelinestufen voneinander getrennt?Durch sogenannte Pipelineregister
- 7Welche Funktion haben die "Pipelineregister"Diese dienen zum Zwischenspeichern der einzelnen Verarbeitungsergebnisse und zum Weiterreichen an die nächste Pipelinestufe
- 8Hat der Programmierer Zugriff auf die Pipelineregister?Nein, diese sind für diesen auch nicht sichtbar
- 9Wie sind die Pipelineregister getaktet?Alle synchron über
ein Taktsignal - 10Was bestimmt den Taktzyklus einer Pipeline?Das Schaltnetz (die Stufe) mit der längsten Verzögerungszeit
- 11Was ist der sog. "kritische Pfad" einer Pipeline?Die Pipelinestufe mit der längsten Verzögerungszeit
- 12Wieviele Befehle können bei einer voll gefüllten Pipeline pro Taktzyklus fertiggestellt werden?1 Befehl pro Zyklus
- 13Was ist die sog. "Latenz" einer Pipeline?die Anzahl der Takte,
die ein Befehl benötigt,
um alle k Stufen einer
Pipeline zu durchlaufen - 14Wie groß ist die Latenz einer voll ausgelasteten Pipeline mit k Stufen?k Takte
- 15Was ist der sog. "Durchsatz" einer Pipeline?die Anzahl der Befehle, die eine Pipeline pro Takt verlassen können
- 16Welchen Wert nimmt der Durchsatz einer Pipeline unter optimalen Bedingungen an?1
- 17Wieviel Takte benötigt ein Prozessor mit Pipelinearchitektur zur Ausführung von n Befehlen?k + n - 1 Takte
- 18Wieviele Takte werden bei n Befehlen benötigt um eine k-stufige Pipeline zu füllen?k
- 19Wie berechnet sich die sog. "Beschleunigung" einer Pipeline?S = \( \frac{n·k }{k +n−1 } =
\frac{k} {\frac{k}{n} +1− \frac{1}{n}} \) - 20Wie verhält sich die Beschleunigung einer Pipeline für große n und k (Anzahl der Befehle & Stufen)diese strebt gegen k
- 21Was ist der Vorteil zusätzlicher Pipelinestufen bei einer Pipelinearchitektur?Dadurch wird jede einzelne Pipeline-Stufe weniger komplex und benötigt weniger Gatter für ihre Implementierung, wodurch dann die Verarbeitungsgeschwindigkeit beschleunigt werden kann
- 22Was ist der Nachteil zusätzlicher Pipelinestufen?Durch die hohe Anzahl an Pipeline-Stufen und zahlreichen auftretenden Pipeline-Konflikte wird eine komplexere Verwaltung benötigt
- 23Nenne zwei fortgeschrittene Techniken mit denen in Kombination mit Pipelining ein Durchsatz größer 1 erreicht werden kann.Superskalare und
VLIW-Prozessoren
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- Informatik (Computersysteme II) Flashcards on 2.4 Computersysteme II, Pipeline-Mikroarchitektur, created by David Bratschke on 30/01/2018.
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- David Bratschke
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