计算机体系结构习题总结第五章 5-8 5-9本文中的题目出自清华大学出版社计算机系统结构教程第 3 版习题 5-8

本文中的题目出自清华大学出版社计算机系统结构教程第 3 版习题 5-8 和 5-9 。这两道题是关于分支预测技术带来的延迟计算问题。

程序执行的 \text{CPI} = 没有分支的基本 \text{CPI} + 分支带来的额外开销

分支带来的额外开销是指在分支指令中，缓冲命中但预测错误带来的开销与缓冲没有命中带来的开销之和。

分支带来的额外开销= 15\% \times (90\%(命中)×10\%(预测错误)×4 + 10\%(没命中)×3)= 0.099

所以

程序执行的\text{CPI} ＝ 1 + 0.099 = 1.099

采用固定的 2 个时钟周期延迟的分支处理

\text{CPI}= 1 + 15\%\times2 = 1.3

设每条无条件转移指令的延迟为 $x$ ，则有：

1+5\%×x＝1.1

解得 $x＝2$ 。

当分支目标缓冲（ BTB ）命中时，无条件转移指令的延迟为 $0$ 。

所以

\text{CPI} ＝ 1 + 2 \times 5\% ×(1 -90\%) ＝1.01

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