Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Метрики эффективности конвейеров

Синхронные линейные конвейеры

Эффективность синхронного конвейера во многом зависит от правильного выбо­ра длительности тактового периода Тк. Минимально допустимую Тк можно определить как сумму наибольшего из времен обработки па отдельной ступени конвейера ТСМАХ и времени записи результатов обработки в буферные регистры межу ступенями конвейера ТБР:

 

Тк = ТСМАХ + ТБР.

 

Из-за вероятного «перекоса» в поступлении тактирующего сигнала в разные ступени конвейера предыдущую формулу следует дополнить еще одним элементом - максимальной величиной «перекоса» Гпк:

Тк = ТСМАХ + ТБР + Тпк.

 

Каждая ступень может содержать множество логических трактов обработки. Тк определяется наиболее длинными трактами во всех ступенях конвейера. При разработке конвейера необходимо учитывать, что для двух последовательных эле­ментов, обрабатываемых одной и той же ступенью, обработка первого элемента может проходить по тракту максимальной длины, а второго элемента — по мини­мальному тракту. В итоге результат обработки второго элемента может появиться на выходе ступени прежде, чем в выходном регистре ступени будет запомнен пре­дыдущий результат. Чтобы избежать подобной ситуации, сумма ТБР + ТПК должна быть меньше минимального времени обработки в ступени ТСIMN, откуда

 

ТБР = ТCMIN – TПК.

 

Выбор длительности тактового периода для конвейера должен осуществляться с соблюдением соотношения

 

ТСМАХ + ТБР + ТПК = Тк = ТСМАХ + ТCMIN – TПК.

 

Несмотря на очевидные преимущества выбора Тк равным нижнему пределу, проектировщики ВМ обычно ориентируются на среднее значение между нижним и верхним пределами.

 

Для того чтобы оценить эффект, достигаемый за счет конвейеризации вычисле­ний, обычно используют три метрики; ускорение, эффективность и производитель­ность.

Под ускорением понимается отношение времени обработки без конвейера и при его наличии. Теоретически наилучшее время обработки входного потока из N зна­чений TNK на конвейере с К ступенями и тактовым периодом Тк можно определить выражением

 

TNK = (K + (N – 1))TK.

 

Формула отражает тот факт, что до появления на выходе конвейера результата обработки первого элемента должно пройти К тактов, а последующие результаты будут следовать в каждом такте.

В процессоре без конвейера общее время выполнения составляет NKTK. Таким образом, ускорение вычислений S за счет конвейеризации вычислений можно опи­сать формулой

 

При ускорение стремится к величине, равной количеству ступеней в конвейере.

Еще одной метрикой, характеризующей конвейерный процессор, является эффективность Е доля ускорения, приходящаяся на одну ступень конвейера:

 

 

В качестве третьей метрики часто выступает пропускная способность или произ­водительность Р эффективность, делённая на длительность тактового периода:

 

 

При эффективность стремится к единице, а производительность — к частоте тактирования конвейера:

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Конвейеризация вычислений | Нелинейные конвейеры
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 1586; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.