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Questions and Answers
O que é pipelining na arquitetura de processadores?
O que é pipelining na arquitetura de processadores?
O que é um hazard estrutural na arquitetura de processadores?
O que é um hazard estrutural na arquitetura de processadores?
Um hazard estrutural ocorre quando o hardware não consegue suportar a execução simultânea de duas operações devido a recursos limitados.
Na execução fora de ordem, as instruções são executadas rigorosamente na ordem em que aparecem no programa.
Na execução fora de ordem, as instruções são executadas rigorosamente na ordem em que aparecem no programa.
False
O que é a execução fora de ordem?
O que é a execução fora de ordem?
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Quais são os benefícios da execução fora de ordem? Selecione todas as opções corretas.
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Explique como a execução fora de ordem poderia otimizar a execução de um programa.
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Quais são os benefícios da Execução Fora de Ordem em processadores?
Quais são os benefícios da Execução Fora de Ordem em processadores?
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Quais são as aplicações da Execução Fora de Ordem?
Quais são as aplicações da Execução Fora de Ordem?
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A execução fora de ordem é possível somente em processadores antigos.
A execução fora de ordem é possível somente em processadores antigos.
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O que é o pipelining na arquitetura de processadores?
O que é o pipelining na arquitetura de processadores?
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Qual é a diferença entre a latência e o throughput de um pipeline de instruções?
Qual é a diferença entre a latência e o throughput de um pipeline de instruções?
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Em um processador com execução fora de ordem, as instruções são executadas não necessariamente na ordem em que aparecem no programa, mas sim de acordo com a disponibilidade dos dados e recursos necessários para sua execução. Isso é possível devido à técnica de execução ____ de ordem.
Em um processador com execução fora de ordem, as instruções são executadas não necessariamente na ordem em que aparecem no programa, mas sim de acordo com a disponibilidade dos dados e recursos necessários para sua execução. Isso é possível devido à técnica de execução ____ de ordem.
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Study Notes
Arquitetura de Processadores
- UN_03: Arquitetura de Processadores – Parte II
- Definição de Pipeline: técnica de projeto que permite ao hardware processar mais de uma instrução de cada vez sem esperar que uma instrução termine antes de começar a próxima.
Pipeline
- Definição: técnica de implementação de processadores que permite a sobreposição temporal das diversas fases de execução das instruções.
- Características:
- Aumenta o número de instruções executadas simultaneamente e a taxa de instruções iniciadas e terminadas por unidade de tempo.
- O pipeline não reduz o tempo gasto para completar cada instrução individualmente.
Exemplo de Pipeline
- Analogia com uma lavanderia:
- Cada etapa leva 30 minutos para ser realizada.
- Sem pipeline, cada cesto de roupa leva 2 horas para ser lavado, seco e passado a ferro.
- Com pipeline, cada cesto de roupa leva 30 minutos para ser lavado, seco e passado a ferro, e vários cestos de roupa podem ser processados simultaneamente.
Conceitos Básicos de Pipeline
- Latência do pipeline: tempo que um cesto de roupa leva para ser lavado/arrumado.
- Taxa de produção (ou vazão) do pipeline: um cesto de roupa lavado/arrumado por unidade de tempo.
- Throughput do pipeline: frequência com que uma instrução sai do pipeline.
Características dos Pipelines de Instrução
- O tempo do ciclo do relógio do processador deve ser igual ou maior que o tempo de execução do estágio mais lento do pipeline.
- Deve-se procurar dividir a execução da instrução em estágios com o mesmo tempo.
- O pipeline deve ser mantido sempre “cheio” para que o desempenho máximo seja alcançado.
Controle do Pipeline
- Cinco estágios de execução de cada instrução:
- IF - Instruction Fetch (busca instrução)
- ID - Instruction Decode (decodifica instrução)
- EXE - Execution / Address Calculation (executa instrução)
- MEM - Memory Access (acesso à memória)
- WB - Writeback (armazena resultado)
Hazards (Conflitos)
- Dependências ou conflitos entre instruções que podem comprometer o funcionamento do pipeline.
- Tipos de hazards:
- Hazards estruturais: recursos insuficientes para execução de instruções.
- Hazards de controle: dependências de controle entre instruções.
- Hazards de dados: dependências de dados entre instruções.
Execução Fora de Ordem (Out-Of-Order Execution)
- Definição: técnica utilizada em processadores para melhorar o desempenho na execução de instruções.
- Funcionamento:
- Leitura de Instruções (Fetch)
- Despacho (Dispatch)
- Emissão (Issue)
- Execução (Execute)
- Conclusão (Retire)
- Benefícios: melhoria do desempenho, melhor utilização dos recursos.
Arquitetura de Processadores
- UN_03: Arquitetura de Processadores – Parte II
- Definição de Pipeline: técnica de projeto que permite ao hardware processar mais de uma instrução de cada vez sem esperar que uma instrução termine antes de começar a próxima.
Pipeline
- Definição: técnica de implementação de processadores que permite a sobreposição temporal das diversas fases de execução das instruções.
- Características:
- Aumenta o número de instruções executadas simultaneamente e a taxa de instruções iniciadas e terminadas por unidade de tempo.
- O pipeline não reduz o tempo gasto para completar cada instrução individualmente.
Exemplo de Pipeline
- Analogia com uma lavanderia:
- Cada etapa leva 30 minutos para ser realizada.
- Sem pipeline, cada cesto de roupa leva 2 horas para ser lavado, seco e passado a ferro.
- Com pipeline, cada cesto de roupa leva 30 minutos para ser lavado, seco e passado a ferro, e vários cestos de roupa podem ser processados simultaneamente.
Conceitos Básicos de Pipeline
- Latência do pipeline: tempo que um cesto de roupa leva para ser lavado/arrumado.
- Taxa de produção (ou vazão) do pipeline: um cesto de roupa lavado/arrumado por unidade de tempo.
- Throughput do pipeline: frequência com que uma instrução sai do pipeline.
Características dos Pipelines de Instrução
- O tempo do ciclo do relógio do processador deve ser igual ou maior que o tempo de execução do estágio mais lento do pipeline.
- Deve-se procurar dividir a execução da instrução em estágios com o mesmo tempo.
- O pipeline deve ser mantido sempre “cheio” para que o desempenho máximo seja alcançado.
Controle do Pipeline
- Cinco estágios de execução de cada instrução:
- IF - Instruction Fetch (busca instrução)
- ID - Instruction Decode (decodifica instrução)
- EXE - Execution / Address Calculation (executa instrução)
- MEM - Memory Access (acesso à memória)
- WB - Writeback (armazena resultado)
Hazards (Conflitos)
- Dependências ou conflitos entre instruções que podem comprometer o funcionamento do pipeline.
- Tipos de hazards:
- Hazards estruturais: recursos insuficientes para execução de instruções.
- Hazards de controle: dependências de controle entre instruções.
- Hazards de dados: dependências de dados entre instruções.
Execução Fora de Ordem (Out-Of-Order Execution)
- Definição: técnica utilizada em processadores para melhorar o desempenho na execução de instruções.
- Funcionamento:
- Leitura de Instruções (Fetch)
- Despacho (Dispatch)
- Emissão (Issue)
- Execução (Execute)
- Conclusão (Retire)
- Benefícios: melhoria do desempenho, melhor utilização dos recursos.
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Description
Aprenda sobre a arquitetura de processadores, pipeline e execução fora de ordem, e interrupções em sistemas informáticos.
