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Algoritmo de Tomasulo MO401 – Arquitetura de Computadores I Cristiano Dalmaschio Ferreira Instituto de Computação Universidade Estadual de Campinas – SP.

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1 Algoritmo de Tomasulo MO401 – Arquitetura de Computadores I Cristiano Dalmaschio Ferreira Instituto de Computação Universidade Estadual de Campinas – SP - Brasil

2 Algoritmo de Tomasulo Introdução Pipelines e paralelismo no nível de instrução

3 Algoritmo de Tomasulo Conflitos de Dados DIV.D F0, F1, F2 SUB.D F5, F0, F3 ADD.D F0, F2, F4 MULT.D F6, F7, F8 ADD.D F7, F2, F4

4 Algoritmo de Tomasulo Conflitos de Dados DIV.D F0, F1, F2 SUB.D F5, F0, F3 ADD.D F0, F2, F4 MULT.D F6, F7, F8 ADD.D F7, F2, F4

5 Algoritmo de Tomasulo Conflitos de Dados DIV.D F0, F1, F2 SUB.D F5, F0, F3 ADD.D F0, F2, F4 MULT.D F6, F7, F8 ADD.D F7, F2, F4 RAW

6 Algoritmo de Tomasulo Conflitos de Dados DIV.D F0, F1, F2 SUB.D F5, F0, F3 ADD.D F0, F2, F4 MULT.D F6, F7, F8 ADD.D F7, F2, F4 RAW

7 Algoritmo de Tomasulo Conflitos de Dados DIV.D F0, F1, F2 SUB.D F5, F0, F3 ADD.D F0, F2, F4 MULT.D F6, F7, F8 ADD.D F7, F2, F4 RAW WAW

8 Algoritmo de Tomasulo Conflitos de Dados DIV.D F0, F1, F2 SUB.D F5, F0, F3 ADD.D F0, F2, F4 MULT.D F6, F7, F8 ADD.D F7, F2, F4 RAW WAW

9 Algoritmo de Tomasulo Conflitos de Dados DIV.D F0, F1, F2 SUB.D F5, F0, F3 ADD.D F0, F2, F4 MULT.D F6, F7, F8 ADD.D F7, F2, F4 RAW WAW WAR

10 Algoritmo de Tomasulo Escalonamento de Instruções Escalonamento estático Focalizado no compilador Escalonamento dinâmico Focalizado no hardware

11 Algoritmo de Tomasulo Renomeação de Registradores MULT.D F1, F4, F5 ADD.D F1, F2, F3 MULT.D F6, F7, F2 ADD.D F7, F2, F4 ADD.D F8, F1, F4 WAW WAR

12 Algoritmo de Tomasulo Renomeação de Registradores MULT.D F1, F4, F5 ADD.D F1, F2, F3 MULT.D F6, F7, F2 ADD.D F7, F2, F4 ADD.D F8, F1, F4 MULT.D F1, F4, F5 ADD.D R1, F2, F3 MULT.D F6, F7, F2 ADD.D R2, F2, F4 ADD.D F8, R1, F4 WAW WAR

13 Algoritmo de Tomasulo IBM360/91 Explorar o paralelismo no nível de instrução Minimizar conflitos RAW, WAW, WAR

14 Arquitetura de Hardware

15

16

17 Algoritmo de Tomasulo Execução do algoritmo EmitirFim execGravar DIV.D F0, F1, F2 1 SUB.D F5, F0, F3 ADD.D F0, F2, F4 MULT.D F6, F7, F8 ADD.D F7, F2, F4 Ciclo 1

18 Algoritmo de Tomasulo Execução do algoritmo EmitirFim execGravar DIV.D F0, F1, F2 1X SUB.D F5, F0, F3 2 ADD.D F0, F2, F4 MULT.D F6, F7, F8 ADD.D F7, F2, F4 Ciclo 2

19 Algoritmo de Tomasulo Execução do algoritmo EmitirFim execGravar DIV.D F0, F1, F2 1X SUB.D F5, F0, F3 2 ADD.D F0, F2, F4 3 MULT.D F6, F7, F8 ADD.D F7, F2, F4 Ciclo 3

20 Algoritmo de Tomasulo Execução do algoritmo EmitirFim execGravar DIV.D F0, F1, F2 1X SUB.D F5, F0, F3 2 ADD.D F0, F2, F4 3X MULT.D F6, F7, F8 4 ADD.D F7, F2, F4 Ciclo 4

21 Algoritmo de Tomasulo Execução do algoritmo EmitirFim execGravar DIV.D F0, F1, F2 1X SUB.D F5, F0, F3 2 ADD.D F0, F2, F4 35 MULT.D F6, F7, F8 4 ADD.D F7, F2, F4 5 Ciclo 5

22 Algoritmo de Tomasulo Execução do algoritmo EmitirFim execGravar DIV.D F0, F1, F2 1X SUB.D F5, F0, F3 2 ADD.D F0, F2, F4 356 MULT.D F6, F7, F8 4 ADD.D F7, F2, F4 5X Ciclo 6

23 Algoritmo de Tomasulo Execução do algoritmo EmitirFim execGravar DIV.D F0, F1, F2 1X SUB.D F5, F0, F3 2 ADD.D F0, F2, F4 356 MULT.D F6, F7, F8 4 ADD.D F7, F2, F4 58 Ciclo 8

24 Algoritmo de Tomasulo Execução do algoritmo EmitirFim execGravar DIV.D F0, F1, F SUB.D F5, F0, F3 2X ADD.D F0, F2, F4 356 MULT.D F6, F7, F8 4X ADD.D F7, F2, F4 589 Ciclo 42

25 Algoritmo de Tomasulo Execução do algoritmo EmitirFim execGravar DIV.D F0, F1, F SUB.D F5, F0, F ADD.D F0, F2, F4 356 MULT.D F6, F7, F ADD.D F7, F2, F4 589 Ciclo 52

26 Algoritmo de Tomasulo Conclusões Explora paralelismo Renomeação de registradores Buferização de operandos Independência: Compilador X Arquitetura


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