??? ??

1
??? ?????
4.1 ???????? 4.2 ??????? 4.3 ?????? 4.4 ?????
4.5 ???????????? 4.6 Intel Pentium 4 ????
2
4.1 ????????
????????
????????????????????????,?????????????????????
???????????? (ILPInstruction-Level Parallelism)
3
4.1.1 ?????

• 1??????????CPI
• ??????CPI????????????
• CPI??? CPI?? ?????? ?????? ??????
• ??CPI????????????????
• IPCInstructions Per Cycle
• (?????????????)
• 2??????
• ??????????????????????????????
• ?????57???????????

4

• 3???????????????????????
• ????????????
• ???????
• ?????????????
• ??,??????
• for (i1 ilt500 ii1)
• aiais
• ????????????????????
• ?????????,??????????

5

• 4???????????????
• ????(loop unrolling)??
• ?????????????

6
4.1.2 ????????????
?????????????
?????? ?????? ???????
???? ??????? 3
???? ???????(SD) 2
???????(LD) ???? 1
???????(LD) ???????(SD) 0
7

• ?4-1
• ????????,
• for (i1 ilt1000 i)
• xi xi s
• (?)???DLX????,????????????????????,??????????????
• (?)????????,???????????
• ????????????????????

8
? (?) (1) ???????
?????R1?????,????? ????????????
?????F2????S? ???????????8? (2)
DLX???????? Loop LD F0,0(R1)
ADDD F4,F0,F2 SD 0(R1),F4
SUBI R1,R1,8 BNEZ R1,Loop
9
(3) ?????????

• ???????????,??????
• ??????
• Loop LD F0 , 0(R1) 1
• (??) 2
• ADDD F4 , F0 , F2 3
• (??) 4
• (??) 5
• SD 0(R1) , F4 6
• SUBI R1 , R1 , 8 7
• (??) 8
• BNEZ R1 , Loop 9
• (??) 10
• ?????????10?????,??5???????

10
(4) ??????,???????

• SD?????????????
• ?????????????
• ??????
• Loop LD F0 , 0(R1) 1
• SUBI R1 , R1 , 8 2
• ADDD F4 , F0 , F2 3
• (??) 4
• BNEZ R1 , Loop 5
• SD 8(R1) , F4 6
• ??????????10????????6?
• 5??????????,1??????

11
(?)
(1) ??,????4??????????,?????17??????????,????
Loop LD F0 , 0(R1) ADD.D
F4 , F0 , F2 SD 0(R1) ,
F4 SUBI R1 , R1 , 8 LD
F0 , 0(R1) ADD.D F4 , F0 , F2
SD 0(R1) , F4 SUBI
R1 , R1 , 8 LD
F0 , 0(R1) ADD.D F4 , F0 , F2
SD 0(R1) , F4
SUBI R1 , R1 , 8 LD
F0 , 0(R1) ADD.D F4 , F0 ,
F2 SD 0(R1) , F4 SUBI R1 , R1 ,
8 BNEZ R1 , Loop
12
(2) ?????????????????????????,??3?SUBI?????,??????
??14??????????,???? Loop LD F0 ,
0(R1) ADD.D F4 , F0 , F2 SD
0(R1) , F4 LD F0 , -8(R1) ADD.D
F4 , F0 , F2 SD -8(R1) , F4
LD F0 , -16(R1) ADD.D F4 , F0 ,
F2 SD -16(R1) , F4 LD F0 ,
-24(R1) ADD.D F4 , F0 , F2 SD
-24(R1) , F4 SUBI R1 , R1 , 32
BNEZ R1 , Loop
13
(3) ???????,???????????????,???? Loop LD
F0 , 0(R1) ADD.D F4 ,
F0 , F2 SD 0(R1) , F4 LD
F6 , -8(R1) ADD.D F8 , F6 , F2 SD
-8(R1) , F8 LD F10 , -16(R1)
ADD.D F12 , F10 , F2 SD
-16(R1) , F12 LD F14 , -24(R1)
ADD.D F16 , F14 , F2 SD -24(R1) ,
F16 SUBI R1 , R1 , 32 BNEZ R1 ,
Loop
14
?????????????
????????if-then???
if p1 S1 S if p2 S2

P1????S1,P2????S2,???S1?
15
?????????????
(1)??????????????????????????ifelse???,then??????
???if???? (2)?????????????????????????,?????????,?
?ifthen???,if????????then?????
16
????4-1,???????,????????????,?????????
loop LD F0 , 0(R1)
ADD.D F4 , F0 , F2 SD 0(R1) , F4
SUBI R1 , R1 , 8 BEQZ R1 , Exit
LD F0 , 0(R1) DD F4 , F0 ,
F2 SD 0(R1) , F4 SUBI R1
, R1 , 8 BEQZ R1 , Exit
LD F0 , 0(R1)
ADD.D F4 , F0 , F2 SD
0(R1) , F4 SUBI R1 , R1 , 8
BEQZ R1 , Exit LD F0 , 0(R1)
ADD.D F4 , F0 , F2 SD 0(R1) ,
F4 SUBI R1 , R1 , 8 BNEZ R1 ,
Loop Exit
17
????????BEQZ R1 , Exit,BEQZ R1 , Exit,BEQZ R1 ,
Exit?????????,??????,?????4???????????????,???????
??????????????????
18
4.1.3??????????????
1.??????????
2.??????
3.??????
19
1.??????????
??????????????????????????,???????????????????
????????
??????????????????????????????????????????????
???
20
?????? for (i1000igt0ii1) xixis
????????,?????xi,???????????,?????????????????
????????i????,??????,???????????,?????????
21
????????????????? for (i21lt100ii1) YiYi
-1Yi
????????????????????????,?????????????????
22
???????????????????????????(??????)??????????
??????????????????????????????????
for (i61lt100ii1) YiYi-5Yi
??i????,??????i-5???,????????????5????????????
?,????????1???????,??????????????????
23
2.??????
??????????????????????????????????,??????????
????????? ???????????????????????
?4-2??4-1???????3???4????,??????????????????????,
????????
24
???R1????32???,??????4???? ???????
(?????????????????)
F0?F4???????1???? F2????
F6?F8???????2???? F10?F12???3????
F14?F16???4?????
25
(1) ??????????
???? ADDD F12,F10,F2 15 (??) 16
(??) 17 SD -16(R1),F12
18 LD F14,-24(R1) 19 (??)
20 ADDD F16,F14,F2 21 (??)
22 (??) 23 SD -24(R1),F16
24 SUBI R1,R1,32 25 (??)
26 BNEZ R1,Loop 27 (??) 28
???? Loop LD F0,0(R1) 1 (??)
2 ADDD F4,F0,F2 3 (??) 4 (??)
5 SD 0(R1),F4 6 LD F6,-8(R1) 7 (??)
8 ADDD F8,F6,F2 9 (??) 10 (??)
11 SD -8(R1),F8 12 LD F10,-16(R1)
13 (??) 14
26
????

• ??????????28?????
• ?4????,??4??????
• ????????28/47?????
• ???????????10?????
• ???????????????????
• ??????????,??????14?,??13????????
• ?????

27
(2) ???????????
?????? Loop LD F0,0(R1) 1
LD F6,-8(R1) 2 LD F10,-16(R1) 3
LD F14,-24(R1) 4 ADDD F4,F0,F2 5
ADDD F8,F6,F2 6 ADDD F12,F10,F2 7
ADDD F16,F14,F2 8 SD 0(R1),F4 9
SD -8(R1),F8 10 SUBI R1,R1,32 12
SD 16(R1),F12 11
BNEZ R1,Loop 13 SD 8(R1),F16 14
28
????

• ?????????????
• ?????????14?????
• ???????????14/43.5?????
• ???????????????????????
• ????????????????????????????
• ??????????,???????????

29
????????????????
(1) ????? (2) ????? (3) ???????? (4)
???????????????????? (5) ?????????????? (6)
???????
30
3.??????
??????????????????????????,??????????????
?????????????????????? ???????????????????
??????? ????????????????????????,?????????????
?????????????????? ?????????????????,?????????
,?????????????????????????
31
???????
32
????????B?C???????????? ?????4-6????????????
???? ??A?B?C???????R1?R2?R3?
LD R4, O(R1) LD R5, O(R2) DADDU R4,
R4,R4,R5 SD R4, O(R1) .. BNEZ
R4,elsepart .. SD , O(R2) . JUMP
join elsepart X join SD , O(R3)
33
??????B?????BNEZ?????????if????????B??????i??
?B????????,??????j???????j,???B????????????????B??
???j?i???????j?B???????????????????????B?????????
??,??????B?????X?????????????????,?????????,??????
????????
34
??C??????????????????????,???????then???,?????C
?????????,???else???????,????????????,???????????,
???????C??????????else??????,??C??????????then????
???????????,???then??????C?????if????,else????????
?????,?????
???????????????,???????????????????,??????????????
????????????,
35
4.2 ???????

• ????
• ??????????????,?????????
• ??????????????????????????????
• ???????????????????????
• ????
• ?????????,?????????????,????????????

36
4.2.1???????

• ????????????????????
• ????????
• ???????
• DIVD F0 , F2 , F4 S1
• ADDD F10 , F0 , F8 S2S2?S1????,
• S2???
• SUBD F12 , F8 ,F14 S3S3?S1?S2??
• ???,?????

37

• ????????,?????????????
• ???????
• (1)??(Issue,IS)????,????? ??????
• (2)????(Read Operands,RO)????
  ???????????????
• ?????????????
• ????????
• (??????????????)

38
4.2.2?????????
?4-3??????(WAR)??????? ????
DIVD F0 , F2 , F4 ADDD F10
, F0 , F8 SUBD F8 , F8 , F14
??????????????????

• ???????? ??????,????????????
  ????,???????????????

39

• ????????????,??????? ????????,???????????
  ???????????????
• ??????????????
• CDC 6600??16?????
• 4?????, 5????????
• 7???????
• ?DLX?,???2?????1?????1 ??????1??????

40
1.????????DLX?????????
??????????????,???????,???????????
41
2.?????????????????? (1) ??(Issue,??IS)
???????????????,? ???????????????????
??????,???????????? ??,??????????????
????????????????????
42
(2) ????(Read Operand,??RO)?
?????????????????? ???,????????????????
?????????????????,?? ????????????????????
??????,????????????? ???,????????????????
???????? ??????????(RAW)???
??????,??????????? ??????????,?????????
43

• (3) ??(Execution,??EX)?
• (4) ???(Write Result,??WR)?
• ????????????,????
• ?????,?????????????,
• ???????????????
• ??????(WAR)??
• ?????????,?????????

• ???????(?????)????????
• ????????????????????????

44
3. ??????????????? (1) ?????
???????????????? ??DLX???????????
(2) ??????? ??????????????????
??????????????? Busy ???????????
Op ??????????? Fi ???????
Fj,fk?????? Qj,Qk?Rj,Rk?????????
Rj,Rk??Fj,Fk????,???????
45
(3)???????? ????????????,???????????????(??)
?????????????????????????,????????
?4-4??????????,???????????????????? LD F6
, 34(R2) LD F2 , 45(R3) MULT.D F0 , F2
, F4 SUB.D F8 , F6 , F2 DIV.D F10
, F0 , F6 ADD.D F6 , F8 , F2
46
DLX?????????????
????? IS RO EX WR
? ?

• LD F6 , 34(R2) v v
  v v
• LD F2 , 45(R3) v v
  v
• MULTD F0 , F2 , F4 v
• SUBD F8 , F6 , F2 v
• DIVD F10 , F0 , F6 v
• ADDD F6 , F8 , F2

47
??????? Busy Op Fi Fj Fk
Qj Qk Rj Rk
????
?? yes LD F2 R3 no ??1
yes MULTD F0 F2 F4 ?? no yes ??2 no ??
yes SUBD F8 F6 F2  ?? yes no ??
yes DIVD F10 F0 F6 ??1 no yes
48
?4-5 ??????????????? ???2?????
???10????? ???40?????
?????????????????4-3???????MULT.D?DIV.D???????????
???
? ??????????,????????????????,???????????????DLX?
???????
49
(1) ???LD???MULD?SUBD?MULTD?DIVD
????SUBD?ADDD??????????? (2) DIVD?ADDD???????????
(3) ADDD?SUBD??????????????? ????
?4-4?4-5?4-6??4-7?4-8?4-9?????MULTD???DIVD????????
???????
50
?4-4 MULT.D????????(?????)
????? IS RO EX WR
? ?

• LD F6 , 34(R2) v
  v v v
• LD F2 , 45(R3) v v
  v v
• MULTD F0 , F2 , F4 v v v
• SUBD F8 , F6 , F2 v v v
  v
• DIVD F10 , F0 , F6 v
• ADDD F6 , F8 , F2 v v v

51
?4-5 MULT.D????????(???????)
??????? Busy Op Fi Fj Fk
Qj Qk Rj Rk
????
?? no ??1 yes MULTD F0 F2 F4
no no ??2 no ?? yes ADDD F6 F8 F2 
no no ?? yes DIVD F10 F0 F6 ??1
no yes
52
?4-6 MULT.D????????(????????)
53
?4-7?4-8?4-9??????DIV.D????????????? ?4-7
DIV.D????????(?????)
????? IS RO EX WR
? ?

• LD F6 , 34(R2) v v
  v v
• LD F2 , 45(R3) v v
  v v
• MULTD F0 , F2 , F4 v v
  v v
• SUBD F8 , F6 , F2 v v
  v v
• DIVD F10 , F0 , F6 v v
  v
• ADDD F6 , F8 , F2 v v
  v v

54
?4-8 DIV.D????????(???????)
??????? Busy Op Fi Fj Fk
Qj Qk Rj Rk
????
?? no ??1 no ??2 no ?? no ?? yes
DIVD F10 F0 F6 no no
55
?4-9 DIV.D????????(????????)
56
4.???????????????? ?????????????,?????
??????????,??????? ?? Fj(FU)?S1
????S1?????Fj(FU) FU ????????? D
???????? S1?S2 ??????????, Op ?????
Fj(FU) ????FU?Fj? result(D)?????????????
??D???,??????D??????????
57

• ??(IS)
• (1) ????
• not Busy(FU) and not result(D)
• //??????????
• (2) ???????
• Busy(FU)?yes
• OP(FU)?Op
• Fi(FU)?D
• Fj(FU)?S1
• Fk(FU)?S2

58

• Qj?result(S1) //??S1?FU
• Qk?result(S2) //??S2?FU
• Rj?not Qj //Rj?????
• Rk?not Qk //Rk?????
• result(D)?FU //D?FU???????
• ????(RO)
• (1)????
• RjRk
• //??????,???????????

59

• (2)???????
• Rj?no //??????????Rj
• Rk?no //??????????Rk
• Qj?0 //??????FU?????
• Qk?0
• ??(EX)
• (1)????
• ????????

60

• ???(WR)
• (1)????
• ?f((Fj(f)?Fi(FU) or Rj(f)no)
• and (Fk(f)?Fi(FU) or Rk(f)no))
• //??????????
• (2)???????
• ?f(if Qj(f)FU then Rj(f)?yes)
• //???????,?????
• ?f(if Qk(f)FU then Rk(f)?yes)
• result(Fi(FU))?0
• //??FU?????Fi??????
• busy(FU)no //??FU

61
5. ??????????????? (1) ????????????,?????
?????????????? (2) ??????????????????
??????????????? ????????????????
??????? (3) ??????????????????
????????????? (4) ??????????????????
????????
62
4.2.3 Tomasulo??????
1.????
Tomasulo????????????????? ????????

• ???????,????????,?????????????????
• ????????????????????????
• ???????,????????????????????????????

63
(1).??Tomasulo???DLX?????????
64

• ????????????????????? ??(??)???????????????

• ???????????????????,????????,???????
• ????????????,???????????????????,??????????????

• ????????????/???????? ???

65

• ????????????????????,????????????????,???????
• ?????????????????????????????,?????????????????,
  ???????????????
• ????????

• ??????????????
• ??????????????

66
(2).?????????? ??Tomasulo????????? (1)
??(Issue)?????????????? (2) ??(Execute)
(3) ???(Write Result)
67
(3). ????????????

• ??(tags) ????????????(????)?
• ????????6?? Op?????S1?S2???????
• Qj,Qk????????????0??
  ????Vj?Vk?????????
• Vj,Vk??????????????,V?
• Q??????????
• Busy????????????????? ??

68

• ??????????1?Qi????????? ???????????
  ??Qi?,??????????????? ????????
  ???????,Qi???

• ??????????1?Busy??1?Address? Busy?????????
  A???,??????????????
• ?????1?V?????????????

69
2.??
?4-6 ??????,??????
LD F6 , 34(R2) LD F2 ,
45(R3) MULTD F0 , F2 , F4 SUBD F8 , F2 ,
F6 DIVD F10 , F0 , F6 ADDD F6 , F8 , F2
70
?4-10?4-11?4-12??????Tomasulo?????????????????????
????
? ? ????? ????? ?????
? ? ?? ?? ???
LD F6,34(R2) v v v
LD F2,45(F3) v v
MULTD F0,F2,F4 v
SUBD F8,F2,F6 v
DIVD F10,F0,F6 v
ADDD F6,F8,F2 v
?4-10
71
? ? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ???
? ? Busy Op Vj Vk Q Qk A
Load1 no
Load2 yes LD 45RegsR3
Add1 yes SUBD Mem34?RegsR2 Load2
Add2 yes ADDD Addl Load2
Add3 no
Multl yes MULTD RegsF4 Load2
Mult2 Yes DIVD Mem34RegsR2 Multl1
?4-11
72
? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ???
? F0 F2 F4 F6 F8 F10 .... F30
Qi Multl Load2 Add2 Addl Mult2
?4-12
73
Tomasulo??????????????? (1)???????????
(2)??????????????????? ???
74
?4-7???????????????MUL.D???????,?????????
???4-13?4-14?4-15??,ADD.D?DIV.D??????????????????
,ADD.D????DIV.D?????????????F6?????????,?????????F
6?????????????,???????????
75
?4-13
? ? ????? ????? ?????
? ? ?? ?? ???
LD F6,34(R2) v v v
LD F2,45(F3) v v v
MULTD F0,n,F4 v v
SUBD F8,F2,F6 v v v
DIVD F10,F0,F6 v
ADDD F6,F8,12 v v v
76
?4-14
? ? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ???
? ? Busy Op Vj Vk Qj Qk A
Loadl no
Load2 no
Addl no
Add2 no
Add3 no
Mult1 yes MULTD Mem45?RegsR3 RegsF4
Mult2 yes DIVD Mem34?RegsR2 Mult1
77
?4-15
? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ???
? F0 F2 F4 F6 F8 F10 F30
Qi Multl Mult2
78
3.????
Tomasulo??????????????????
?? rd????? rs?rt???????
imm???????? r???????????????
RS???????,????????? ????result?
RegisterStat?????????? (??????Regs ??)
79

• ????(Issue)

(1) ???? ? ????????????r ?
???/????????r (2) ???? ? ?????? if
(RegisterStatrs.Qi ? 0) //?????
?RSr.Qj ? RegisterStatrs.Qi?
//??????rs???,??????? else ?RSr.Vj ?
Regrs //????rs??????????
RSr.Qj ? 0? //??Vj??
80
if (RegisterStatrt.Qi ? 0) //????? ?RSr.Qj
? RegisterStatrt.Qi?
//??????rt???,??????? else ?RSr.Vk ?
Regrt //????rs??????????
RSr.Qk ? 0? //??Vk?? RSr.Busy ?
yes //????? RSr.Op ? Op //???????????
RegisterStatrd.Qi ? r
//???rd??????????
81
? ???/???
if (RegisterStatrs.Qi ? 0) ?RSr.Qj ?
RegisterStatrs.Qi?
//??????rs???,??????? else ?RSr.Vj ?
Regrs //????rs??????????
RSr.Qj ? 0? //??Vj?? RSr.Busy ? yes
//????? RSr.A ? Imm //???????????
82
? ????? RegisterStatrd.Qi ? r
//???rd?????????? ? ????? if
(RegisterStatrt.Qi ? 0) ?RSr.Qk ?
RegisterStatrt.Qi?
//??????rt???,??????? else ?RSr.Vk ?
Regrt //????rt??????????
RSr.Qk ? 0? //??Vk??
83

• ??(Execution)

(1) ???? ? ?????? (RSr.Qj 0) and
(RSr.Qk 0) //????????
? ???/????1? (RSr.Qj 0) and
(r???/????????) ? ??????2?
????1?????
84
(2)???? ? ???????????? ? ???/????1?
RSr.A ? RSr.Vj RSr.A
//?????? ? ??????2?
????MemRSr.A
//?????????
85

• ???(Write Result)

(1)???? ? ??????????
???r????,??????? (CDB)??(??) ?
????? ???r????,?RSr.Rk 0
//???????? (2)???? ?
??????????
86

• ?x (if(RegisterStatx.Qi r)
• ?fx ? result //?????????(???fx)
• RegisterStatx.Qi ? 0? //?????????????
• ?x (if(RSx.Qj r)
• ?RSx.Vj ? result //????????????????
• RSx.Qj ? 0?) //????????

87
?x (if(RSx.Qk r) ?RSx.Vk ? result
//???????????????? RSx.Qk ? 0?)
//???????? RSr.Busy ? no //?????,
?????? ? ????? MemRSr.A ? RSr.Vk //??????
RSr.Busy ? no //?????, ??????
88
4.3??????
4.3.1??????
?????????????????????????????????,?????????????
????????
?????????????????????????,????????????,???????
????????????????????,?????????????????????????????
??????????????????????????????????????
89
?4-8??????? LD R1,O(R2) DSUBU R1,R1,R3 BEQZ
R1,L OR R4,R5,R6 DADDU R10,R4,R3 L DADDU
R7,R8,R9
????????????
90
?????????
?????????????????
?????????????????????????,????????????,???????????
???
??????????????????????????
91
4.3.2??????
????????????????????????????????????????????????
?????????????
??????????????????????????
????????????
????????????????????
92
????????????????
1.??????
2.??????
3.?????????
93
1.??????
???Cache?????????,????????
????????,????????????????????????
????????????????
???????????????,????T???????????????,?N???????
??????????
94
???????????????
TT???????NT????????,?????????TN?????????,????
????NN??????????t????????n?????????T??????
??N?????????
95
2.??????
??????????????????????????????????,???????????
?????????,????????????????,????,?????????????,???
?????,????????(?????)?????????????????????????????
????(Branch-TargetBuffer,BTB,??Branch-TargetCache,
BTC)?
96
BTB???????
???????????????????????????? (1)?????????? (2)??
????????
97
??BTB??????????????????,????????????BTB???????
??,????????????????????PC???,????????????
??????,????????????????????BTB???????,????????
?????????????????BTB???,???????????
98
??BTB??????????????
???BTB?? ???? ????? ????
? ?? ?? 0
? ?? ??? 2
?? ?? 2
?? ??? 0
99
BTB?????????????????????????????????
????????????????,????????
?????3??????
(1)?????????????
(2)????????????????,???????????????
(3)????????????????????????????,?????????????????
100
3.?????????
??????????????3???
(1)???????????????????? (2)???????????????? (3)???
????????
??????????
????????,????????????????????????,???????????
,?????????????????
101
??Tomasulo??????????DLX???????
102
4.4 ?????
4.4.1?????

• ???????????,????????????,???????????????????,?????
  ?????????
• ????????????????????(???????)??,?????????????
• ??????????????????,??????????

103
1.???????
??????????(???????)???????????? ????????????????
??????????,?????????? ????????????????????????????
???????
(b)???
(a) ???
?????????????
??
???
104
(a)????????
105
(b)????????
106
???????????????????????????????????????????????
?????????
(1)?????????
(2)?????????
(3)???????
(4)??Tomasulo??????????????????
(5)????????,????????,??????????????????????????
(6)??????????????????????,????????????????????????

107
4.4.2????????
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1.??????
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108
1.??????
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issue),??,??????(outorder issue)?
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completion),??,??????(outorder completion)?
109
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R3, R4 I4 FADD R4, R5 I5 FDEC R6 I6
FMUL R6, R7
110
(1)????????
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111
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112
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113
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114
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115
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116
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117
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118
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119
4.4.3???????
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120
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(1)???????????
(2)???????
(3)?????????????????,???????????????
(4)????????,?????????????????????,????????????????
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(6)??????????
121
4.5 ???????????
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???
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??????
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122
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123
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124
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?????????????????????
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126
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127
4.5.2?????????????????????
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?????????????????????????,????????????????????????
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128
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129
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130
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(1).???????????????????????????
(2).??????????????????????????????????????????,?
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(4).?????????????????????????????
(5).????????????,??,?????????????????????
131
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?4-30 ??SPEC92??????????????
132
4.5.3??????????
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?4-31 ????????????????
133
??4-31??,????????????????x??????????????,??32?????
????32?????????????????????,???????????????????
134
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135
??4-32???????,?????????,??????????????????????64
????,??????????,??????,??64???????????,???????????
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136
4.5.4 ????????????
????????????????????????,????????????????,????
????????????,??????????????????
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1.??/???????
2.???
3.???
137
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??4-33??,???????????????????????????,???/??????FOR
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138
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139
4.6 Intel Pentium 4 ????
4.6.1 Pentium ??Pentium4???????
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tium???????P6?????)??????????3?IA-32??,??????????
?????,???????????????????,????????????????3?????Pe
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140
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1.NetBurst???????,????????20???????????,??????????
???????,P6??10?????,?NetBurst??20?????,????2??????
???????????
2.NetBurst??????????(??MIPsRl0K?Alpha21264),???P6?
???????????????????,???????????(???128?),?P6??????
40??
3.NetBurst??7???????,P6????5??????????ALU?????????
??
141
4.?????ALU(????????)??????cache?ALU????(P6??1???,N
etBurst????)?????(P6??3?,NetBurst??2?)??????????,?
????????????????????????
5.NetBurst?????cache??????????????,?P6????????????
?cache?
6.NetBurst????????????,?P6??8?,??????????
7.NetBurst???8KB???cache,P6??16KB??NetBurst???????
????2?cache(256KB)????????
8.NetBurst??????SSE2????,??????????????,????????12
8??SIMD???????,??Pentium4?Pentium???????????????
142
4.6.2Pentium ??Pentium4???????
????????SPECCINT2000???,1.7GHz?Pentium4?1GHz?P
entium???????1.26?,??SPECCFP2000??????1.8??
?????Pentium4???????Pentium??????????????????????
??????????????????????,???????????????????????????
???,Pentium4??????Pentium??1.7?1.8??????????85?9
0?
143
???????????????????CPI????????????????????????
??????SPEC???????????????,1GHz?Pentium??1.7GHz?Pen
tium4?????1.26,??????SPEC???,Pentium4?CPI?Pentium?
?1.7/1.261.34?,?Pentium4????Pentium??1.26/1.774
???,????????????????,????????????
144
????????????????????t.26?????????????????????
????????????????CPI???,??????????????????????????,
?????????1.5???????????????????????????????????,Pe
ntium4?????????????????????????????
145
Pentium4?????????
1.???144???, ?????????????????????????????? 2.??2G
??, ???????????? 3.???????400M? 4.????????20?? 5.?
?????(Advanced Dynamic Execution)
6.?????? (Execution Trace Cache)
7. ?????? (Rapid Execution Engine)
8.????????(????? )(Hyper Pipelined Technology)
,???????20??