5.Tétel: A statikus és dinamikus elágazásbecslés, valamint a spekulatív elágazáskezelés elve, szekvenciális konzisztencia

Question 1

A feltételes ugrások vezérlés függősége

Answer 1

Ma már csak dinamikusan.
• Elágazásbecslés.
• Spekulatív elágazás kezelés/ becslés.
Erőforrás függősek:
Kezelése: többszörözéssel
kép7
FX, FP, L/S (Load/Store), B (Branch), MMX (Multimédiás) végrehajtó egységek lehetnek.

Question 2

A szekvenciális konzisztenciák megőrzése

Answer 2

kép8

Gondoskodni kell a program logikai integritásának megőrzéséről.

Question 3

Utasítás végrehajtás soros konzisztenciája

Answer 3

div r3 r2 r1
add r6 r4 r5
jz címke

A.) Probléma
Párhuzamos feldolgozás esetén előfordulhat, hogy a div utasítás fejeződik be később, és
annak eredménye alapján történhet az ugrás. Gondoskodni kell a program logikai
integritásainak megőrzéséről. Megsérti a soros végrehajtás logikáját -> pontatlan
kivételkezelés. Az ugrásutasításnak meg kell várnia, hogy a
div és az add is befejeződjön.
Szekvenciális végrehajtás:
Először a DIV, aztán az ADD, hajtódik végre és a címkére ugrás pedig akkor következik be,
ha az ADD eredménye 0.
Párhuzamos feldolgozás:
A DIV utasítás fejeződik be később, tehát biztosítani kell, hogy a címkére ugrás csak akkor
következzen be, ha az ADD eredménye 0.

Question 4

A kivételkezelés soros konzisztenciája

Answer 4

mul r3 r2 r1
add r6 r4 r5
jz

Ha megszakítást a CPU azonnal fogadja, előfordulhat, hogy a soros végrehajtástól
eltérő sorrend alakul ki. A CPU pontatlan megszakításkezelést végez.
Tegyük fel, hogy az ADD, művelet túlcsordul ->megszakítás, az első utasítás
definiálatlan állapotba kerül, ha a megszakítást rögtön elfogadja a CPU. Az add
utasítás 16-bites integer formátumú, a következő értékkel 15000+25000 = megszakítás (túlcsordulás
miatt)

Kezelése:
1. Pontatlan kivételkezelés: gyenge konzisztencia.
• Mihelyt bekövetkezik a megszakítás, az azonnal elfogadja.
• Ebben az esetben az ADD okozta megszakítás elfogadása után a MUL utasítás definiálatlan
állapotba kerül.
2. Pontos kivételkezelés
• Erős konzisztencia.
• Megszakítás kizárólag az utasítások eredeti sorrendjében fogadja el.
• Megvalósítása:
- Átrendező pufferrel (ROB - ReOrder Buffer) Intel (A processzor csak akkor fogadja el a
megszakításkérést, amikor az adott utasítást kiírjuk az átrendező-pufferből.) -
Címkézéssel: sorszámot kapnak az utasítások.