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4.3.1 Computersysteme II, Grundtechniken der Mehrfädigkeit
Flashcards do conjunto (43)
- 1Welche beiden grundsätzlichen Multithreading-Techniken werden unterschieden?die
Cycle-by-Cycle-Interleaving
und die
Block-Interleaving-Technik - 2Was kennzeichnet die "Cycle-by-Cycle-Interleaving"-Technik ?Diese wechselt den Kontext in jedem Takt.
- 3Wann gilt ein Kontrollfaden bei der Cycle-by-Cycle-Interleaving-Technik wieder als "ausführbereit"?wenn keiner seiner Befehle sich noch in der Pipeline oder im RoB befindet
- 4Ergänze: Bei "Cycle-By-Cycle-Interleaving" wird in aufeinander folgenden Takten jeweils ein Befehl ...aus einem anderen Kontrollfaden ausgewählt.
- 5Was kennzeichnet die "Block-Interleaving"-Technik zur Implementation eines mehrfädigen Prozessors?Bei dieser werden die Befehle eines Kontrollfadens so lange wie möglich hintereinander ausgeführt bis ein Ereignis eintritt was zum Warten des Kontrollfadens führt
- 6Kann die Multithreading-Technik auch bei superskalaren und VLIW-Architekturen angewendet werden?Ja
- 7Wann spricht man bei einem superskalaren (oder VLIW) Prozessor mit multithreading von einem vertikalen Verlust?Wenn in einem Befehlstakt keinem der der n Befehlsfächer ein Befehl zugeordnet werden kann.
- 8Wann spricht man bei einem superskalaren (oder VLIW) Prozessor mit multithreading von einem horizontalen Verlust?Wenn nicht allen Befehlsfächern in einem Takt ein Befehl zugeordnet werden kann
- 9Welche ILP-Verlust (horizontal oder vertikal) kann durch Cycle-By-Cycle oder Block-Interleaving Multithreading-Techniken ausgeglichen werden?Nur die vertikalen Verluste können durch Cycle-by-Cycle oder Block-Interleaving ausgeglichen werden
- 10Was müsste ein Prozessor können, um auch horizontale Verluste durch multithreading ausgleichen zu können?Dazu müsste der Prozessor pro Takt auch Befehle aus mehreren Kontrollfäden zuweisen können.
- 11Welche Form des Multithreading-Technik kann auch horizontale Verluste ausgleichen?die simultan mehrfädigen Prozessoren, weil diese pro Takt auch Befehle aus mehreren Kontrollfäden zuweisen können
- 12Wie wird die "Cycle-by-Cycle-Interleaving"-Technik noch genannt?Fine-Grain Multithreading
- 13Wie wird die "Block-Interleaving"-Technik noch genannt?"Coarse-Grain Multithreading"
- 14Was ist der Vorteil von Block-Interleaving gegenüber Cycle-By-Cycle-Interleaving?die höhere Leistung bei der Ausführung eines einzelnen Kontrollfadens
- 15Wieviele Kontrollfäden sollten grundsätzlich bei einem Multithreading-Prozessor mit Cycle-by-Cycle-Interleaving zur Verfügung stehen?so viele Kontrollfäden wie die für den Speicherzugriff benötigte Taktzahl
- 16Was versteht man unter der "Explicit-Dependence Lookahead"-Technik? Bzw. wozu wird diese genutzt?diese erlaubt es bestimmten Cycle-by-cycle-Interleaving-Prozessoren, eine begrenzte Anzahl von Befehlen desselben Kontrollfadens überlappend auszuführen.
- 17Wie funktioniert die "Explicit-Dependence Lookahead"-Technik?im Opcode jedes Befehls wird die Anzahl der von diesem Befehl unabhängigen Folgebefehle angeben. und vom Scheduler für die Befehlsbereitstellung genutzt
- 18Wie nutzt der Befehlsscheduler bei Dependence Lookahead-Technik die im Op-Code enthaltene Information der Anzahl von diesem Befehl unabhängigen Folgebefehle?dieser nutzt die Information um bei geringer Last des Cycle-by-Cycle-Interleaving Prozessors unabhängige Befehle desselben Kontrollfadens in die Pipeline einzufüttern
- 19Bei welcher Art der Multithreading-Prozessoren kommt die "Dependence Lookahead"-Technik zum Einsatz?Bei Multithreading-Prozessoren mit Cycle-by-Cycle-Interleaving
- 20Was ist der Vorteil der Cycle-by-Cycle-Interleaving-Technik gegenüber der Block-Interleaving-Technik?Durch den Threadwechsel nach jedem Takt entfällt das Leeren der Pipeline beim Threadwechsel und somit können auch Pipelines mit vielen Stufen besser genutzt werden
- 21Welche der beiden Grundtechniken des Multithreadings stellte sich als zumeist überlegen heraus, Cycle-by-Cycle- oder Block-Interleaving?Die Block-Interleaving-Technik
- 22Wieviele Kontrollfäden pro Prozessor wurden als optimal für die Block-Interleaving-Technik in Untersuchungen ermittelt?circa 2-4 Kontrollfäden pro Prozessor
- 23Was passiert bei mehr als 2-4 Kontrollfäden pro Prozessor bei der Block-Interleaving-Technik?Diese bringen nur noch wenig Gewinn in Sachen Prozessorauslastung, wenn nicht sogar eine Verschlechterung
- 24Welche zwei unterschiedlichen Arten des Kontextwechsels werden bei mehrfädigen Prozessoren mit Block-Interleaving unterschieden?statisches Block-Interleaving
und
dynamisches Block Interleaving - 25Was kennzeichnet das statische Block-Interleaving?Dabei steht der Kontextwechsel bereits beim Übersetzen in Maschinencode fest und ist im Befehl codiert
- 26Welche zwei Formen des statischen Block-Interleaving gibt es?"explicit switch"
und
"implicit switch" - 27Was kennzeichnet die statische Block-Interleaving-Technik "explizit switch"?Dabei existiert ein expliziter Kontextwechselbefehl, der den Kontextwechsel auslöst
- 28Was kennzeichnet die statische Block-Interleaving-Technik "implicit switch"?dabei löst die Zugehörigkeit zu einer Befehlsklasse den Kontextwechsel aus.
Abhängig von der Befehlsart kann noch weiter in Switch-on-Load, Switch-on-Branch etc. unterschieden werden. - 29Welche unterschiedlichen Techniken gibt es dynamisches Block-Interleaving zu implementieren?Switch-on-Cache-Miss
Switch-on-Signal
Switch-on-Use
Conditional-Switch - 30Was kennzeichnet die dynamische Block-Interleaving-Technik "Switch-on-Cache-Miss"Wie der Name sagt:
Ein Kontextwechsel wird von einem Cache-Fehlzugriff ausgelöst. - 31Wodurch wird ein Kontextwechsel bei der dynamischen Block-Interleaving-Technik: "Switch on Signal" ausgelöst?Durch ein externes Signal;
Also eine Trap bzw. Exception - 32Wann bzw. wodurch wird der Kontextwechsel bei der dynamischen Block-Interleaving-Technik "Switch-on-Use" ausgelöst?Der Kontextwechsel wird erst ausgelöst, wenn der Operand vom Befehl benötigt wird
- 33Was kennzeichnet die dynamischen Block-Interleaving-Technik "Conditional-Switch"?Diese stellt eine Verknüpfung der Explicit-Switch-Strategie mit einer Bedingung dar.
- 34Was ist der Vorteil der statischen Block-Interleaving-Technik?dass der Kontextwechsel bereits in der Befehlsbereitstellungsstufe der Pipeline erkannt und durchgeführt werden kann.
- 35Wodurch wird es möglich, dass beim statischen Block-Interleaving ein Kontextwechsel schon in der Bereitstellungsphase erkannt werden kann?Durch eine geschickte Codierung der Befehle
- 36Wieviele Takte beträgt der Kontextwechselaufwand bei statischem Block-Interleaving bei der explizit-switch-Technik?Einen Takt, weil der Befehl selbst nur dazu dient den Kontextwechsel zu signalisieren
- 37Wieviele Takte beträgt der Kontextwechselaufwand bei statischem Block-Interleaving mit "implicit switch"-Technik?null Takte, weil der auslösende Befehl weiterverwendet wird
- 38Wie kann der Kontextwechselaufwand auch bei Verwendung der "explicit-switch"-Methode bei statischem Block-Interleaving auf nahezu 0 reduziert werden?Durch die Anwendung eines Kontextwechselpuffers,
der die Adressen von kontextwechselauslösenden Befehlen zur Laufzeit speichert - 39Wie hoch ist der Kontextwechselaufwand bei dynamischen Block-Interleaving (im Vergleich zum statischen Block-Interleaving)?mehrere Takte,
also grundsätzlich höher - 40Warum ist der Kontextwechselaufwand bei dynamischen Block-Interleaving höher als bei statischem?weil bei dynamischen Block-Interleaving alle bereits in der Pipeline befindlichen Befehle nach dem kontextwechselauslösenden Befehl gelöscht werden müssen
- 41Warum kann sich Multithreading mit dynamischen Block-Interleaving dennoch eher lohnen als statisches Block-Interleaving, obwohl dieses mehrere Takte für den Kontextwechsel braucht?weil bei den dynamischen Techniken ein Kontextwechsel immer nur dann ausgelöst, wenn dieser notwendig ist
- 42Für welche Prozessorarchitekturen wurden die Multithreadingtechniken ursprünglich entwickelt?Für skalare Prozessoren
- 43Sind Multithreadingtechniken auch mit superskalaren und VLIW-Prozessoren kombinierbar? Wenn ja, wie?Ja sind sie.
Es könnten z.B. durch den Hardware-Scheduler beim Cycle-by-Cycle-Interleaving pro Takt auch mehrere Befehle eines Kontrollfadens oder sogar mehrere Befehle aus mehreren Kontrollfäden ausgewählt und in die Befehls-Pipeline eingefüttert werden
Informações
- Descrição
- Informatik (Computersysteme II) FlashCards sobre 4.3.1 Computersysteme II, Grundtechniken der Mehrfädigkeit, criado por David Bratschke em 13-03-2018.
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- David Bratschke
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