Αρχιτεκτονική Υπολογιστών - Κεφάλαιο1 - Ενότητα 2

'Εστω ότι έχουμε τις παρακάτω μετρήσεις:

Συχνότητα των λειτουργιών κιν.υποδιαστολής (FP) = 25%
Μέσος CPI των λειτουργιών κιν.υποδιαστολής (FP) = 4
Μέσος CPI των υπολοίπων εντολών = 1,33
Συχνότητα των λειτουργιών FPSPQ = 2%
CPI των FPSQR =20

(FPSQR=Floating Point Square Root δηλ τετραγωνική ρίζα κινητής υποδιαστολής)

Ας υποθέσουμε ότι η πρώτη εναλλακτική λύση είναι να μειώσουμε το CPI των FPSQR σε 2 και η δεύτερη να μειώσουμε το μέσο CPI όλων των λειτουργιών κινητής υποδιαστολής χρησιμοποιώντας την εξίσωση απόδοσης της ΚΜΕ. Να συγκρίνετε αυτές τις δύο εναλλακτικές προτάσεις χρησιμοποιώντας την εξίσωση απόδοσης της ΚΜΕ.

Aπάντηση

Καταρχήν παρατηρούμε ότι μόνο οι κύκλοι ρολογιού ανά εντολή (CPI) αλλάζουν. Η συχνότητα ρολογιού (clock rate) και ο αριθμός εντολών (IC) παραμένουν τα ίδια. Ετσι υπολογίζουμε τους αρχικούς κύκλους ρολογιού ανά εντολή ( CPI _αρχικό) χωρίς την βελτίωση.

Υπολογίζουμε στην συνέχεια τους κύκλους ρολογιού ανά εντολή για την βελτιωμένη FPSQR:

CPI_{βελτιωμένου FPSQR}
= CPI_αρχικό - 2% * (CPI_{παλιού FPSQR} - CPI_{βελτιωμένου FPSQR})

= 2.0 -2% * (20-2) = 1,64

Καθώς και τους κύκλους ρολογιού ανά εντολή για την βελτίωση όλων των λειτουργιών κινητής υποδιαστολής:

CPI_{βελτιωμένου FP}= ( 75% * 1,33 ) +( 25% * 2,0 ) = 1,5

Εφόσον οι κύκλοι ρολογιού ανά εντολή μετά την βελτίωση όλων των λειτουργιών κινητής υποδιαστολής είναι λιγότεροι από αυτούς που βρίσκουμε μετά την βελτίωση της τετραγωνικής ρίζας κινητής υποδιαστολής, η απόδοση της πρώτης λύσης είναι καλύτερη. Συγκεκριμένα η επιτάχυνση που πετυχαίνουμε με την βελτίωση όλων των λειτουργιών FP είναι:

Παρατηρούμε ότι η επιτάχυνση αυτή είναι ίδια με εκείνη που βρήκαμε και με την βοήθεια του νόμου του Amdahl.