কোন ধরণের শাখা পূর্বাভাস বেশি গুরুত্বপূর্ণ?

11

আমি লক্ষ্য করেছি যে শাখার পূর্বাভাসে দুটি ভিন্ন ধরণের রাজ্য রয়েছে।

সুপারশালার মৃত্যুদন্ড কার্যকর করার ক্ষেত্রে, যেখানে শাখার পূর্বাভাস অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং এটি মূলত কার্যকর করতে বিলম্ব হওয়ার চেয়ে কার্যকরভাবে বিলম্ব হয়।
নির্দেশিকা পাইপলাইনে, যেখানে নির্দেশাবলী আসলে পরে কার্যকর করা হয় না তাই আনতে আরও সমস্যা হয়।

এর মধ্যে কোনটি খুব গুরুত্বপূর্ণ (যেমনটি এখনকার সিপিইউতে সত্যিকারের কোনটির হিসাবে)? যদি উভয়ই সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ বা ক্ষেত্রে দ্বিতীয়টি আরও গুরুত্বপূর্ণ হয় তবে কেন আমাদের দুটি নির্দেশিকা পাইপলাইন নেই (সম্ভবত অর্ধেক দৈর্ঘ্যের) এবং তারপরে শাখাগুলির উপর নির্ভর করে কেবল তার মধ্যে একটি বেছে নিন এবং তারপরে আবার জনসংখ্যা শুরু করুন শুরু?

cpu-pipelines computer-architecture

— Kaveh
সূত্র

1

উভয়ই গুরুত্বপূর্ণ, পরিস্থিতির উপর নির্ভর করে?

— রাফেল

6

আমি জানি না কোন ক্ষেত্রে বিরাজমান, তবে আমি আপনার দ্বিগুণ পাইপলাইনের প্রস্তাব নিয়ে কিছু ধারণা দিতে চাই।

প্রথমত, আপনার দ্বিগুণ তারের প্রয়োজন হবে যা সক্রিয় অবস্থায় দ্বিগুণ শক্তি গ্রহণ করে এবং দ্বিগুণ তাপ উত্পাদন করে। অন্যদিকে যখন প্রয়োজন নেই, এটি সম্পূর্ণ অকেজো হবে। সুতরাং যে কেউ তর্ক করতে পারে যে এটি আধুনিক প্রসেসরের উপর বিরল এমন সংস্থানগুলির ভাল ব্যবহার নয়।

আরও মৌলিকভাবে, যদি না আপনি সম্ভাবনার উপর ভিত্তি করে একটি শাখা পছন্দ করেন তবে আপনি কীভাবে জানবেন কোন সংস্করণটি লিখতে হবে? যদি না হয় তবে আপনি কিছু সংরক্ষণ করতে পারেন না কারণ অন্য প্রসেসরগুলিকে আপনার সিদ্ধান্তের জন্য অপেক্ষা করতে হতে পারে। যদি আপনি সেগুলির মধ্যে একটির সাথে আটকে থাকেন তবে আপনার এখন যেমন প্রয়োজন তেমন রোলব্যাক সম্ভাবনা এবং ব্যয়ও রয়েছে।

আসুন আমরা মোটামুটি হিসাব করি। সরলতার জন্য, আসুন আমরা ধরে নিই যে একের পরিবর্তে দুটি পাইপলাইন পরিচালনা করা অতিরিক্ত ব্যবস্থাপনা ওভারহেডের কারণ হয় না। প্রত্যাশিত ব্যয় (যেমন শক্তি, তাপ) হ'ল যার একটি পাইপলাইন রয়েছে ( বিকল্প হিসাবে কার্যকর করার ব্যয়, রোলব্যাকের সম্ভাবনা এবং অন্য কার্যকর করার ব্যয় ব্যতীত রোলব্যাকের জন্য ব্যয়) বিকল্প) তবে বা - হয় চেয়ে অনেক বড় যদি এবং তুলনামূলকভাবে ছোট হয়, এবং $C = c + p(c_r + c)$ $c$ $p$ $c_r$ $2c$ $2c + pc_r$ $C$ $p$ $c_r$ $p$ অবশ্যই (যতদূর আমি জানি, আধুনিক শাখার পূর্বাভাসের 90% এরও বেশি মূল্য আছে)। এবং আমরা এই ব্যয়ের জন্য খুব বেশি কিছু পাই না! প্রত্যাশিত মৃত্যুদণ্ডের সময়গুলি একটি পাইপলাইন এবং সাথে হয় । দুটি সহ; যেমন ছোট, সময় সাশ্রয় তুচ্ছ। $t + p(t_r + t)$ $t$ $t + pt_r$ $p$

— রাফেল
সূত্র

যতদূর আমি জানি, ইন্টেল "শাখার উভয় পক্ষের নির্দেশাবলী পড়তে" এবং এমনকি "শাখার উভয় পক্ষের জন্য নির্দেশাবলী কার্যকর" চেষ্টা করেছে এবং এটি করা বন্ধ করে দিয়েছে। হয় কারণ এটি কিছুই লাভ করেনি, বা ব্যয় এবং জটিলতা এত বেশি ছিল যে তারা একই ব্যয়ের জন্য বিভিন্ন উপায়ে আরও বেশি লাভ করতে পারে।

— gnasher729

@ gnasher729 এবং এটি সম্ভবত এর আগে যেমন বৈশিষ্ট্যের সাথে জড়িত সুরক্ষা ত্রুটিগুলি সম্পর্কে জানতাম?

— রাফেল

2

এক অর্থে, নির্দেশগুলি আনার ক্ষেত্রে শাখার পূর্বাভাসের প্রভাব আরও সমালোচিত যেহেতু যে নির্দেশনা আনা হয় না তা কার্যকর করা যায় না।

একটি শাখার উভয় পথ নির্বাহের ক্ষেত্রে, এটিকে উত্সাহী মৃত্যুদণ্ড বলা হয় এবং কিছুটা যথেষ্ট গবেষণা করা হয়েছে। অগাস্টাস কে। উহট এবং বিজয় সিন্ডাগির "ডিসঅজিন্ট ইজার এক্সিকিউশন: এক অনুকূল ফর্মুলাটিভ এক্সিকিউশন" (1995) একটি নজর দেওয়ার মতো হতে পারে।

আগ্রহী মৃত্যুদণ্ড কার্যকর করতে বেশ কয়েকটি সমস্যা রয়েছে। গভীর অনুমানের জন্য, ট্র্যাক করতে হবে এমন পাথের সংখ্যা দ্রুত বৃদ্ধি পেতে পারে (প্রতিটি কাঁটাযুক্ত শাখার পাথ একটি শাখার মুখোমুখি হতে পারে)। শাখার পূর্বাভাস প্রায়শই খুব নির্ভুল (> 90% সঠিক) হয়, তাই সর্বদা উভয় পাথ কার্যকর করা ব্যর্থ হবে। আগ্রহী সম্পাদন অকেজো বিষয়বস্তু সহ ক্যাশেগুলি "দূষিত" করতে পারে। (উল্লিখিত কাগজগুলির মধ্যে এগুলির কয়েকটি এড়াতে বুদ্ধিমানভাবে সীমিত আগ্রহী কার্যকরকরণের প্রস্তাব দেওয়া হয়েছে )) বিকল্প পথে আনতে সীমিত আগ্রহী কম সমস্যা রয়েছে এবং সংক্ষিপ্ত পাইপলাইনে ভুল অনুমান পুনরুদ্ধারের বিলম্ব হ্রাস করতে কিছুটা আকর্ষণীয় হতে পারে।

আরেকটি পদ্ধতির প্রস্তাব করা হয়েছে যা হ'ল "হ্যামক" শাখাগুলি (সংক্ষিপ্ত ফরোয়ার্ড শাখাগুলি যা নির্দেশ প্রবাহের মূল পথে ফিরে আসে) গতিশীলভাবে পূর্বাভাস দেয়। আর্টার ক্লাউজার এট আল-এর "ডাইনামিক হ্যামক প্রেডিকশন ফর নন-প্রিডিকেটেড ইনস্ট্রাকশন সেট আর্কিটেকচার" (1998) এই ধারণার জন্য পাঠ্য হতে পারে। (হায়সুন কিম এট আল-এর "উইশ ব্রাঞ্চস: অ্যাডাপটিভ প্রডিকেটেড এক্সিকিউশন ফর কন্ডিশনাল ব্র্যাঞ্চিং অ্যান্ড প্রিডিকেশন কম্বাইন্ডিং) এমন একটি আইএসএ শাখায় যুক্ত করার প্রস্তাব করেছে যা হাম্পোকের পূর্বাভাসকে সহজ করে তোলে এবং ভবিষ্যদ্বাণীটির এই পদ্ধতিটি হার্ড-টু-প্রেডিক্ট লুপ শাখায় প্রসারিত করে।"

— পল এ। ক্লেটন
সূত্র

এটি সত্যিই দুর্দান্ত উত্তর! ধন্যবাদ. :-)