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In-Depth Information
3
p
=2 (5 Stufen)
p
=5
p
=10
p
=15
p
=20
2.5
2
1.5
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Misprediction Rate:
m
Abbildung 6.1.
Relativer Laufzeitanstieg in Abhangigkeit von der Misprediction Rate fur
verschiedene Werte der Sprungverzogerung. Der Anteil bedingter Sprungbefehle an der
Gesamtzahl ausgefuhrter Befehle wurde mit konstant
b
= 20% angenommen
wand in immer ausgeklugeltere Sprungvorhersageverfahren investieren. Der
Abbildung 6.1 kann man also entnehmen, mit welchem Laufzeitanstieg zu
rechnen ist, wenn der Wert der Misprediction Penalty bekannt ist oder zu-
mindest abgeschatzt werden kann. Beispielsweise verdoppelt sich die Laufzeit
eines Programms, wenn die Misprediction Penalty zehn Takte betragt und
die Misprediction Rate 50% betragt, gegenuber dem Fall, dass die Sprung-
vorhersage optimal arbeitet. Bei einer funf-stufigen Pipeline (
p
=2)steigt
die Laufzeit dann immerhin noch um einen Faktor von etwa 1,2.
Fur lineare, nicht superskalare Pipelines ist die Misprediction Penalty immer
konstant und entspricht der Anzahl an Stufen, die erforderlich ist, um das
Ergebnis eines Sprungbefehls zu kennen
−
1. Fur die Funf-Stufen-Pipeline gilt
also stets die Gerade fur
p
=2.
Ubung
6.2.1
Fur die Ausfuhrung eines Programms auf einem Prozessor mit
einer langen Pipeline, die eine Sprungverzogerung von 20 Stufen bewirkt,
werden folgende Daten gemessen: 25% aller ausgefuhrten Befehle sind be-
dingte Sprunge. Davon werden 80% korrekt vorhergesagt. Wie verandert sich
die Laufzeit des Programms, wenn die Pipeline so verlangert wird, dass die
Sprungverzogerung um zehn Stufen anwachst und gleichzeitig die Taktfre-
6.2.1
