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5 Experimente mit dem
MMIX
-Meta-Simulator
Nachdem die Prinzipien von superskalaren Prozessoren und Out-Of-Order-
Befehlsausfuhrung bekannt sind, konnen wir uns nun ersten Experimenten
mit dem Meta-Simulator fur
MMIX
,genannt
mmmix
, zuwenden. Weil dieser
Simulator viele Konfigurationsmoglichkeiten bietet, spricht man von einem
Meta-Simulator. Die Silbe meta kommt aus dem Griechischen und bedeu-
tet unter anderem
”
uber“. Der Simulator ist also ubergeordnet uber eine
unzahlige Menge moglicher Konfigurationen. Dennoch beschreibt jede Kon-
figuration eine Instanz von
MMIX
. Das heißt, dass jedes
MMIX
-Programm fur
jede denkbare Konfiguration auf dem Simulator ausgefuhrt werden kann.
Wir werden uns zunachst nur mit einem Teil der Konfigurationsmoglichkeiten
beschaftigen und in folgenden Kapiteln weitere hinzunehmen. Fur alle Para-
meter, die nicht konfiguriert werden, setzt der Simulator Standardwerte ein.
Fur alle Parameter werden typische Werte von real existierenden Prozessoren
angegeben. Leider lassen sich oftmals nicht alle Werte genau ermitteln, da
sie teilweise der Geheimhaltung durch die Hersteller unterliegen.
Eine wichtige superskalare Prozessorenfamilie ist die PowerPC-Reihe von
IBM. Den 2002 vorgestellten PowerPC 970, der in den Apple Computern
Power Mac G5 eingebaut wird, werden wir im folgenden vorzugsweise her-
anziehen. Diese Prozessoren haben zwar einen anderen Befehlssatz als
MMIX
und sie verfugen auch uber eine langere Pipeline als sie sich mit dem Meta-
Simulator simulieren lasst. Dennoch lasst sich ein gutes Gefuhl fur deren
Arbeitsweise und Leistungsfahigkeit entwickeln.
Die Prozessoren, die Intel-x86-Befehle verarbeiten konnen, arbeiten heutzu-
tage auch superskalar. Daher werden wir uns auch mit diesen beschaftigen.
Die beiden Hersteller Intel und AMD bieten Prozessoren mit x86-Befehlssatz
an.
Der AMD K6-III-Prozessor ist zwar schon einige Jahre alt, aber sehr gut
dokumentiert [34]. Daher werden wir ihn auch als Beispiel verwenden.
5.1
5.1 Konfiguration des Simulators
5.1.1 Der Fetch Buffer
Fur den Fetch Buffer lassen sich zwei Parameter konfigurieren:
Die maximale Anzahl an Befehlen, die in den Puffer eingetragen werden
kann:
fetchbuffer
.
