PUERTA | PUERTA CS 2020 | Pregunta 53

Considere un procesador no segmentado que funcione a 2,5 GHz. Se necesitan 5 ciclos de reloj para completar una instrucción. Va a hacer una canalización de 5 etapas a partir de este procesador. Los gastos generales asociados con la canalización lo obligan a operar el procesador canalizado a 2 GHz. En un programa dado, suponga que el 30% son instrucciones de memoria, el 60% son instrucciones ALU y el resto son instrucciones de bifurcación. El 5 % de las instrucciones de memoria provocan paradas de 50 ciclos de reloj cada una debido a errores de caché y el 50 % de las instrucciones de bifurcación provocan paradas de 2 ciclos cada una. Suponga que no hay paradas asociadas con la ejecución de instrucciones ALU. Para este programa, la aceleración lograda por el procesador segmentado sobre el procesador no segmentado (redondeado a 2 decimales) es __________.

Nota: esta pregunta era de tipo numérico.
(A) 2.16
(B) 2.50
(C) 1.50
(D) 1.16

Respuesta: (A)
Explicación: Suponga que el número total de instrucciones es ‘m’.

Para un procesador no canalizado:

Dado eso,
se necesitan 5 ciclos de reloj para completar una instrucción que opera a 2,5 GHz.
Tiempo de un ciclo de reloj = 1/(2,5*10 ⁹ ) = 0,4 ns
Para m instrucciones, el número total de ciclos de reloj necesarios = 5 m.
Tiempo necesario para completar ciclos de reloj de 5 m = 0,4*5 m = 2 m ns

Para un procesador segmentado:

Dado que
Pipeline tiene 5 etapas, los gastos generales asociados con la fuerza de canalización para operar el procesador canalizado a 2 GHz.
Tiempo de un ciclo de reloj = 1/(2*10 ⁹ )= 0,5 ns
Para m instrucciones, número total de ciclos de reloj requeridos = 0,3 m*(0,05*(50+1)+0,95*(1))+0,6 m*(1 )+0,1m*(0,5*(2+1)+0,5*(1))= 1,85m.
Tiempo necesario para completar 1,85 m de ciclos de reloj = 0,5*1,85 m = 0,925 m ns

Por lo tanto,
Aceleración = Tiempo tomado sin tubería/Tiempo tomado con tubería
= 2m ns/ 0.925m ns
= 2.16

Esta solución es aportada por Vinay Kumar Sajja
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