Simulado 1VA

1. §

1. Considere três processadores diferentes, P1, P2 e P3, executando o mesmo conjunto de instruções. P1 tem uma taxa de clock de 3 GHz e um CPI de 1,5. P2 tem uma taxa de clock de 2,5GHz e um CPI de 1,0. P3 tem uma taxa de clock de 4,0 GHz e um CPI de 2,2. (5 pts)

a) Qual processador possui o desempenho mais rápido expressado pelas instruções por segundo?

Desempenho P1 (instruções/segundo) = 3 x $10^9$/ 1,5 = 2 x $10^9$.

Desempenho P2 (instruções/segundo) = 2,5 x $10^9$/ 1,0 = 2,5 x $10^9$.

Desempenho P3 (instruções/segundo) = 4 x $10^9$/ 2,2 = 1,8 x $10^9$.

P2 executa mais instruções por segundo.

b) Se cada processador executa um programa em 10 segundos, encontre o número de ciclos e o número de instruções. c) Ao tentar reduzir o tempo de execução em 30%, a CPI aumenta em 20%. Qual a taxa de clock que deve ser utilizada para a redução de tempo?

ciclos P1 = 10 x 3 x $10^9$= 30 x $10^9$

ciclos P2 = 10 x 2,5 x $10^9$= 25 x $10^9$

ciclos P3 = 10 x 4 x $10^9$= 40 x $10^9$

Número de Instruções P1 = 30 x $10^9$/ 1,5 = 20 x $10^9$.

Número de Instruções P2 = 25 x $10^9$/ 1,0 = 25 x $10^9$.

Número de Instruções P3 = 40 x $10^9$/ 2,2 = 18,18 x $10^9$.

c) Ao tentar reduzir o tempo de execução em 30%, a CPI aumenta em 20%. Qual a taxa de clock que deve ser utilizada para a redução de tempo?

$CP{I}_{novo}=CP{I}_{velho}\times 1,2$

$CP{I}_1=1,5\times 1,2=1,8$

$CP{I}_2=1,0\times 1,2=1,2$ $CP{I}_3=2,2\times 1,2=2,6$

$\text{Nova Taxa de Clock}=\frac{\text{Nuˊmero de instruc¸o˜es}\times \text{novo CPI}}{\text{Novo Tempo}}$

$Temp{o}_{novo}=0,7\ast Temp{o}_{velho}=0,7\ast 10=7segundos$

$frequenci{a}_1=\frac{20\times 10^9\times 1,8}{7}=5,14GHz$

$frequenci{a}_2=\frac{25\times 10^9\times 1,2}{7}=4,28GHz$

$frequenci{a}_3=\frac{18,18\times 10^9\times 2,6}{7}=6,75GHz$

Os compiladores podem ter um impacto profundo sobre o desempenho de uma aplicação. Suponha que, para um programa,

o compilador A resulte em uma contagem de instruções dinâmicas de $1,0E9$ ($1\times 10^9$) e tenha um tempo de execução de 1,1 s, enquanto o compilador B resulte em uma contagem de instruções dinâmicas de $1,2E9$ e um tempo de execução de 1,5 s.

a) Ache o CPI médio para cada programa dado que o processador possui um tempo de ciclo de clock de 1ns

b) Suponha que os programas compilados sejam executados em dois processadores diferentes. Se os tempos de execução nos dois processadores são iguais, o quanto mais rápido é o clock do processador que executa o código do compilador A em relação ao clock do processador que executa o código do compilador B?

2. §

1ª página §

$t0:

1. 0x0000
2. 0x0004
3. 0x0008
4. 0x000C
5. 0x0010
6. 0x0014
7. 0x0018
8. 0x001C
9. 0x0020
10. 0x0024 = (0 * 16^3) + (0 * 16^2) + (2 * 16^1) + (4 * 16^0)

$t1:

É o contador a ser decrementado a cada iteração do loop, termina igual a zero.

$t2:

Houve uma complicação na escrita do código, portanto consideramos que ele quis dizer $t2 == $t3

É o registrador que armazena o valor do somatório, seu valor final é de 45

2ª paǵina §

$t0:

1. 0x0000
2. 0x0004
3. 0x0008
4. 0x000C
5. 0x0010
6. 0x0014
7. 0x0018
8. 0x001C
9. 0x0020
10. 0x0024
11. 0x0028 = (0 * 16^3) + (0 * 16^2) + (2 * 16^1) + (8 * 16^0)

$t1:

Contador. Termina em zero

t2/\t3:

45 - 5 = 40

3ª paǵina §

$t0:

Agora utilizando .byte invés de .word, a incrementação será feita de 1 em 1 no registrador.

1. 0x0000
2. 0x0001
3. 0x0002
4. …
5. 0x000E
6. 0x000F

Como são feitas 16 iterações iniciando do zero, o valor final do registrador $t0 é 0x000F == 15

$t1:

Contador. Termina em zero

t2/\t3:

O array a tem 17 elementos mas o loop só itera 16 vezes. Portanto, o valor -2 será desconsiderado no somatório.

128