Examen Final - 66.20. Organización de Computadoras - 28/02/2008

Cátedra: José Luis Hamkalo (cátedra única)
Fecha: 5ª Oportunidad - Verano 2008
Día: 28/02/2008

Para un determinado procesador, se sabe que estadísticamente un 81% de las operaciones son de enteros, y que un 19% son de FP. Las operaciones de FP llevan 10 veces el tiempo que las operaciones de enteros. Se propone una mejora al hardware tal que las operaciones de FP lleven 5 veces el tiempo de las operaciones de enteros. ¿Cuál es el speedup global de la mejora? Enuncie todas las hipótesis tenidas en cuenta.

Se ejecuta un test de lazos para lazos de diferentes tamaños y para distintos saltos sobre una computadora. Se obtienen los tiempos de operatoria que se ven en el gráfico. Responder:

1. ¿Cuántos niveles de memorias caché hay?
2. ¿De qué tamaño cada una?
3. ¿Cuál es el tamaño de bloque?
4. ¿Cuál es el grado de asociatividad de cada una?

(Después subo el gráfico, pero cualitativamente:

1. Era la gráfica tiempo/salto para diferentes lazos, entre 8KB y 2MB; para saltos entre 4B y 1MB.
2. Para lazos de 32KB o menos todos los saltos se resolvían en 300ns siendo hits.
3. Para lazos de 64KB o más, para saltos de entre 4B y 32B se veía una degradación de la performance, y para saltos de 64B o más, eran todos misses, en 1100ns.
4. Para lazos de 64KB o más, para saltos de la mitad del tamaño del lazo, era hit, en 300ns (por ejemplo, lazo de 2MB con saltos de 1MB se resolvía como hit).
5. Cabe destacar que el gráfico “mandaba fruta” soberana para la degradación entre 4B y 64B para lazos de más de 32KB. Uno esperaría que esos valores respondieran a una gráfica exponencial.)

Defina los diferentes tipos de riesgos de datos. Ejemplifique cada uno con fragmentos en código MIPS.

El CPI promedio del procesador sin la optimización de FP es de:

CPI_{promedio sin optimización} = 0.81 CPI_INT + 0.19 CPI_FP

Sabiendo la relación entre el tiempo de ejecución de FP contra INT, tenemos que:

CPI_{promedio sin optimización} = 0.81 CPI_INT + 0.19 10 CPI_INT = 2.71 CPI_INT

Ahora, aplicando la optimización:

CPI_{promedio con optimización} = 0.81 CPI_INT + 0.19 5 CPI_INT = 1.76 CPI_INT

De esto, se obtiene que el speedup de la optimización es ; lo cual es 1.54. Es decir, se mejora la performance en un 54%.

1. Hay un sólo caché L1.
2. Mide 32KB.
3. El tamaño de bloque es 64.
4. Es 2-way associative.

Ver Patterson & Hennessy; pp. A-16..A-21.