11.Общие принципы построения risc-процессоров. Особенности Старнфордской архитектуры.

Разработчики ставили первой целью уменьшение аппаратных затрат (РОН) вследствие чего достигается увел такт частоты.

1)Построение оптимизирующего компилятора

Его функции: Предотвращение (уменьшение) числа “ломок” конвейера. Конвейер ломается из-за неготовности результата выполнения предыдущей команды или при наличии команд условного и безусловного переходов. Конвейерная выборка команд дает выигрыш в производительности в основном не линейных участках программ. Чтобы конвейер не ломался компилятор должен загружать пустые команды NOP, более интеллектуальный компилятор должен менять последовательности команд (II) т.к. загр команда в конвейер все равно выполнится.

I II

2)Для оптимизации работы аппаратных ресурсов разработчики компилятора использовали метод окрашенных графов

Использование вышеуказанного подхода позволяет резко сократить число РОНов но увеличивает сложность оптимизир-го компилятор

Достоинства:

Беркл 1)Простота программ-я 2)Min число пересылок инф 3) Min число обращений к внешн ЗУ.

Старн 1)Min аппаратн затраты 2) Max тактовая частота

Недостатки:

Беркл 1)Большие аппаратн затраты 2) Низкая тактовая частота

Старн 1) Сложность компилятора 2) Сложность прогр-я

Современные RISC проц-ры обычно испоьз от 32 до 128 РОНов. Тактовая частота 100MHz – 40-50 MHz.

12. Кэш-память.

Увеличение объема памяти приводит к уменьш быстродействия время на дешифрацию) .Кроме этого обращение в внешн памяти (выход за пределы кристалла) снижает быстр примерно на порядок по сравн с быстр внутри кристалла (СРU≈2 ГГц, обращение к памяти 125-133 МГц). Подавляющее большинство программ носит циклический характер.

КЭШ память предназначена для хранения последних наиболее часто встречающихся команд. КЭШ-память располагается или внутри кристалла проц или максимально близко к нему и время обр к КЭШ-памяти не порядок быстрее чем к глобальному ДОЗУ.

	Копия в КЭШ	Инф
		В КЭШ	В гл ДОЗУ
Чтение	Есть Нет	Чтение Запись+след слово	- Чтение
Запись	Есть Нет	-(обновл) -	Запись Запись

Ао-выбир байтв 16-ти разр слове

А1-выбир какое 16-ти разр слово берем

Пусть КЭШ-память имеет структуру 256 слов на 87 разрядов. Младш часть адреса L (разряды с А2 по А9) возбуждает одну из 87-разр ячеек КЭШ-памяти (8 разр указыв адр одной из 256 ячеек). Старш часть адр m наз-ся тегом и сопровождает данные записываясь в один из банков КЭШ-памяти. Проц обращаясь к памяти выставляет на ША адр , младшая часть адр возбуждает обну из 256 ячеек КЭШ-памяти, старшая часть адр сравнивается с тэгами записанными в 1 и 2 блоках КЭШ-памяти если m≠Tэги это значит копии в КЭШ памяти нет и необх обращаться к глод ДОЗУ (Hit=1), если m=Теги это означает что такой адрес уже выставлялся и инф нах-ся в КЭШ-памяти (Hit=0) и сигнал А1 ч/з мультиплексор S вы-дает на ШД 16-ти разр данные одного из банков КЭШ-памяти. V-признак истинности инф,по сбросу сбрасывается в 0 при созд копии в КЭШ устанавл в 1. S-признак старости или выборки банка.