Arquitetura De Computadores

Considerando o estudo realizado nos textos indicados, você deverá responder às seguintes questões (em Fonte Arial 12; espaço 1,5; texto justificado):

1. Em um processador que funcione com a técnica pipelining, exponha o tipo de problema de desempenho potencial, no que diz respeito a instruções de desvio condicional? Mencione uma possível solução para essa ocorrência.

Podemos encontrar alguns problemas no uso da tecnologia Pipeline, como conflito na utilização da memória e do barramento pelo acesso à memória, busca de instrução e armazenamentos de resultados.

Em unidades de execução podemos afirmar que a unidade lógica aritimetica pode ser usada simultaneamente pelo incremento do registrador PC e execução de operações aritméticas.

As soluções mais comuns para estes problemas são as duplicações dos recursos, aumentar o uso de registradores, bem como a utilização da memória cache com separação entre eles e barramentos internos de dados e instruções, e para isso podem ser utilizadas diversas estruturas, como SUPERPIPELINING, O PIPELINE SUPERESCALAR, PREVISÃO DE DESVIOS, PIPELINE ESPECULATIVO, PIPELINE DINÂMICO e OUT-OF-ORDER.

2. Qual a vantagem do emprego de muitos estágios em um sistema de pipeline? E uma possível desvantagem?

Resposta: Existem várias vantagens na utilização de muitos estágios em pipeline, porém o mais relevante e que cada estagio consiste em lógica e memória de alta velocidade em forma de registros ou caches, os quais são separados por um ciclo de clock “latch”, ou seja, um elemento da memória que o valor de saída é igual ao valor do estado contido no elemento, e este estado é alterado sempre que os valores de entrada são alterados e sincronizados com o clock e isso faz com que tenha mais memória e velocidade.

Uma desvantagem é que o pipeline pode detectar algum problema e cababar travando impedindo os próximos dados de serem executados, ou seja, quando uma instraução é retida por um ou mais período pelo clock são introduzidas bolhas no pipeline, que são instruções improdutivas, e só servem para atrasar a exucução da próxima instrução quando se presupoe uma parada, são problemas estes classificados e divididos em 3 critérios: Perigo de dados, controle e estruturais.

3. No contexto de realização de um processamento pipeline, defina o que é o conflito de dados?

Resposta: Também conhecido como perigo de dados é quando há um conflito por dependencia de dados entre instruções e alguns estágios precisam ficar ociosos.